小波分析与神经网络在结构多处损伤监测中的应用

采用小波分析对获得的结构动力响应进行小波分解，根据各种响应信号对损伤的灵敏度选择损伤特征，从而识别结构多次出现损伤的时刻，实现对结构损伤时刻的监控；对结构第1层加速度响应信号做小波包分解，得到各频段能量的特征向量，作为特征参数输入到BP神经网络中实现结构多处损伤位置和程度识别。模拟算例表明，小波分析和BP神经网络联合运用能准确地诊断结构多处损伤的时刻、位置和程度，具有一定的可行性。     

基于小波包能量的大型输电铁塔损伤识别

利用小波包能量对某大跨越输电铁塔的主材进行了损伤识别研究。在地震激励下,得到完好和不同损伤程度下铁塔某根主材的位移–时间信号。用小波包变换对此信号进行分解与重构,小波包能量曲率差在损伤前后的数据被获取,分别获取能量曲率差的前6个分量数据,进行损伤位置判断,在单处损伤情况下,各分量均可以较准确地识别出损伤位置。     

高铁站房健康监测中传感器优化布置研究

高铁站房形式多样,结构复杂,节点众多,其动力及静力特性的获取均有重要意义.本文分别采用基于结构动力性能及静力性能的传感器布置方法,对高铁站房加速度及应变传感器的布置规律进行了研究.针对高铁站房的结构特点,根据杆件位置将其分成主要构件及一般构件,构建位移控制目标函数,采用基于蒙特卡洛法的构件敏感性分析进行应变传感器优化布置,采用有效独立法进行加速度传感器优化布置.结果 表明,对主体结构起到主要支撑作用的竖向构件以及水平构件的根部位置布置应变传感器,结构模态位移较大位置布置加速度传感器,体现了结构的模态特征.研究成果可为高铁站房及其他公共建筑的传感器优化布置提供参考.     

南广河斜拉索跨越管桥动静特性测试研究

采用测管桥结构各测点振动加速度方法实现管桥振动频率、阻尼比、振型、管桥振动加速度、速度、位移、管桥在不同清管条件下的振动位移、管桥斜拉索张力相关参数的测试;现场测量是将加速度传感器通过磁力座固定在管桥的1／2跨、1／4跨、1／8跨、支座及补偿器位置,信号经电荷放大器放大后,输送到INV-306智能信号采集处理分析仪,并存储在计算机中,然后采用DASP2000数据处理及分析软件进行分析处理,得到测试结果。     

矿震监测定位系统的研究及应用

为确定矿震发生的时间、地点、震级，结合煤矿实际情况，研制一套国内首台具有自主知识产权的矿区千米尺度破坏性矿震监测定位系统。该系统采用在矿区地面布置4个子台，子台由三分向加速度传感器组成，拾取振动波信号。为保证4个子台矿震数据的时间精度，采用GPS网络授时作为时间基准，通过对振动波的频率、振幅等特征分析，对矿震波进行自动识别，排除放炮等振动信号。各子台矿震信号通过网络传输到中心测控机，中心测控机对各子台进行远程控制管理，监控各子台的工作状态。中心测控机对数据进行处理和分析，计算矿震发生时刻，通过振动波持续时间计算矿震震级，采用3种方法计算矿震发生位置。该系统可为矿井迅速准确组织救灾、减少损失提供依据。同时，通过对每天矿震发生的时间、次数、位置、震级进行统计分析，可对未来的矿震发生趋势进行预测。系统的运行情况表明，监测结果与实际矿震较吻合，定位结果小于规定的误差上限。     

基于加速度的结构件疲劳测试方法研究

为了正确评估装载机关键结构件的寿命,提高整机的可靠性,主机厂需要得到各部件在实际工况下所受的应力数据。然而对材料损伤巨大的冲击载荷,普通电栅式应变片传感器往往无法测量。提出基于加速度的结构件疲劳测试方法,即在装载机实际作业工况下,同时采集结构件表面的应变信号和高频率响应的加速度信号,经对比分析、物理意义研究和公式推导,找出二者之间的关系,再根据后续测试的加速度信号,通过目标材料的S-N曲线分析,评估被测试结构件的疲劳寿命。     

高分辨率地震超前预报应用研究

传感器的灵敏度和频谱范围决定了地震探测深度和分辨率。在TETSP地震主机上装配了两种传感器进行超前预报,一种为频谱范围在0~5 000Hz、灵敏度在2.5V·g~(-1)的加速度传感器,另一种为频谱范围在0~800Hz、灵敏度为2V·cm~(-1)·s~(-1)的速度传感器,单炮数据表明加速度传感器数据初至波起跳点更容易识别,频谱范围更宽。将两种传感器应用于重庆某隧道工程中,针对隧道小偏移距线性观测系统,利用F-K滤波提取超前方向反射波信号,利用菲涅尔带偏移方法压制小偏移距形成的偏移假象,最后将处理结果与探测情况对比分析,加速度传感器探测的结果与实际情况更吻合,说明加速度传感器采集到的原始数据更准确,可以更好的指导隧道安全掘进。     

面向列车完整性监测的惯性传感器校准方法研究

基于GNSS/INS的列车完整性监测系统通过多种传感器信息融合进行组合定位,并实时记录列车头尾位置、加速度、速度信息等,实现列车完整性判别。惯性传感器数据的准确性对列车完整性判决的准确性和可靠性会造成直接影响。分析了列车运行环境下的惯性传感器信号误差特性,采用最优小波包降噪、零速校正等技术,提出了惯性传感器随机误差的动态校准方法。利用青藏线试验数据,对校准方法进行了性能验证。结果表明,提出的校准方法能在列车运行环境下对惯性传感器实现动态校准,提高了数据的可用性和准确性。     

附墙爬升脚手架冲击动态试验分析

通过冲击试验测得附墙爬升脚手架在单边失稳状态下架体各杆件刚度变化及冲击应力,可为附墙爬架结构优化设计提供理论数据依据;试验测得某点冲击过程中加速度变化,有利于分析爬架各工况运动情况;试验测得被冲击应力,并计算其动载系数,为防坠落安全装置设计与改造提供数据参考.     

城市隧道灯具布置及照明效果分析

以某快速路隧道主线的中间段照明为例，采用DIALux软件，分别对矿山法和明挖法两种施工方式下，LED灯具的不同布置位置和角度进行模拟试验，通过对照度、亮度与均匀度等数据进行对比分析，找出LED隧道灯具的最佳布置位置和角度。     

LabVIEW在供水管道泄漏定位中的应用

供水管道泄漏时,在泄漏处产生泄漏噪声,泄漏噪声信号沿着管道壁向管道两端传播。在管道两端安装两个加速度计实现对信号的检测,利用相关分析法对计算出泄漏信号到达两个传感器的时间差。本文利用LabVIEW作为上位机实现对信号的采集和互相关分析,并计算出时间差,可以根据时间延迟、声波的传播速度和两个传感器之间的距离计算出泄漏位置,实验证明,设计满足要求,有较高的精确度。     

基于模拟退火法的桥梁监测传感优化布置的MATLAB实现方法

本文利用MATLAB编制了相应的计算程序。以某互通跨线桥作为研究的工程背景,运用有限元软件建立模型,进行了模态分析。针对桥梁模态的频率和振型,进行了主梁的传感器优化布置研究。根据计算程序得出了某互通跨线桥最优的加速度传感器布置位置。     

钢箱梁高温监测及养护效果分析

基于某斜拉桥钢箱梁监测数据结果,研究夏季高温时段钢箱梁温度与结构变形的相关关系及顶板纵桥向温度场随时间的变化。研究结果表明:在高温时段降温与升温过程中,受温度累积效应与升降温速率的影响,钢箱梁顶板温度与结构的变形并非完全线性关系;通过长期监测产生的大量数据,得到温度与挠度整体呈线性关系;同一时刻沿桥梁纵向顶板温度场较为均匀,各位置处温度随时间变化规律基本相同。结合洒水降温养护数据,对养护效果进行分析,确定高温养护阈值,并提出夏季高温时段养护指导意见,可为同类型钢箱梁桥养护提供重要参考。     

斜拉桥传感器布置优化方法应用研究

根据模态置信度准则,采用模拟退火算法,提取出斜拉桥有限元模型的动力分析数据,得到了主梁加速度传感器的优化布设方案,并根据此优化方案在实际桥梁上进行了现场动力特性测试实验。对比研究结果发现：由现场实验测得的自振频率、振型位移与ANSYS理论计算出的结果十分接近,从而验证了基于MAC准则的模拟退火算法在斜拉桥加速度传感器优化布设方面是有效的和可行的。     

随机人群运动荷载作用下大跨度连廊的振动响应

基于社会力模型,研究了随机人群运动荷载作用下大跨连廊结构的振动舒适度问题。通过结合交通学领域、生物力学领域对人群运动特性及人体运动参数的统计分析,对随机人群运动进行仿真,得到不同密度工况下,任意行人在任意时刻的步速、落点位置等参数,建立随机人群荷载模型,计算不同工况密度下结构的加速度峰值。研究表明,加速度峰值与行人步速关系很大,随着行人密度增大,行人速度减小,结构加速度响应则先增大后减小。根据得到的结构加速度峰值与行人密度关系曲线,可以找出出现结构振动舒适度问题的行人密度区间。     

汽车荷载作用下市政快速路的振动测试分析

为了研究市政快速路在不同车型、不同车速作用下的振动响应,本文对广州市番禺大道北快速路路段进行了振动测试与分析。测试选取了四种单一车型的不同速度,由道路上布置的10个传感器测得加速度-时程曲线,通过频谱分析得到功率谱密度-频率曲线。通过对测试结果的比较分析,得到了市政快速路的振动加速度、振动频率与车型、车速的关系。结果表明,汽车荷载作用下的市政道路的振动加速度与车速和车重有密切的关系,振动频率主要在10-40 Hz之间。     

高铁下穿酒店振动影响预测及减隔振分析

文章以某酒店为研究对象,采用Midas GTS NX建立包含高铁站房结构、土体和酒店结构精细化有限元模型,通过在列车轨道位置处施加扣件支点处的振动荷载时程,进行动力分析得到酒店结构的响应,然后进行振动舒适度评价。选取两个测点在未减隔振、采用减振轨道、采用隔振支座、采用减振轨道同时采用减振隔振支座的四种工况下的时域加速度、频域加速度和三分之一倍频程域振动加速度进行对比,分析了减振措施的效果。完成了车-轨-隧-建筑物振动仿真计算方法,为振动控制措施的选取提供参考。     

某羽毛球运动场穹顶结构抗震性能研究

对北京市某穹顶钢结构羽毛球馆的抗震性能进行分析,按照1∶10的比例制作了该羽毛球馆的模型,利用清华大学模拟地震振动台进行模型试验。试验采用环境激励和人工正弦激励两种方式进行加载,通过试验测得该模型在地震波作用下的振型、自振频率和阻尼比。在模型上安装加速度计、应变片等传感器测得模型在动载作用下的应变响应、位移、加速度和响应变化规律等。对试验数据进行分析,得知在8度地震作用下,该结构处于材料的弹性阶段,说明该结构的抗震性能较好。     

码头桩基负摩擦力的模型试验研究

结合湛江港某码头基桩工程 ,对桩的负摩擦力进行试验研究。研究表明由同一根桩所测得的下拉荷载值远小于上拔荷载值。桩的负表面摩擦力在泥面以下约L/ 5左右处达到最大。摩擦桩的中性点位置多在0 67L处。建议的单桩下拉荷载经验公式 ,可供工程计算参考使用     

结合光纤布拉格光栅与主成分分析的损伤识别

为了发展长标距光纤布拉格光栅(FBG)应变传感技术,采用主成分分析(PCA)方法剔除长标距FBG应变传感器动态响应数据中的冗余部分,获取重要数据特征,实现对结构损伤的识别。试验过程中,在钢梁表面上粘贴分布式长标距FBG传感器,在翼缘处采用分次切割的方式模拟不同位置和程度的损伤,使用激振设备通过扫频方式使梁振动,测得健康状态和不同损伤状态下FBG应变动态响应数据。使用PCA方法,分析健康状态和损伤状态下T2和Q统计量数据特征的变化,可以较为清楚地识别出结构的损伤情况。将2种统计量分析相结合,可以实现对损伤位置和损伤程度的识别。