基于EEMD与FastICA的损伤异常识别与定位

为了准确地提取结构损伤异常信息,消除小波奇异值分解时存在需要特定的小波基和分解层数以及经验模态分解（EMD）方法存在诸如虚假模态混叠等问题,本文提出了一种基于改进的总体平均经验模态分解（EEMD）与快速独立分量分析（FastICA）相结合的提取结构损伤特征并进行识别与定位的新方法。首先,通过EEMD对结构动力响应信号进行预处理并用 FastICA提取出包含损伤信息的特征分量对结构响应异常进行识别和初步定位;然后,计算归一化的源分布向量(NSDV)的最大值,并根据该最大值精确定位结构损伤。最后,通过框架数值算例和试验进行了所提方法的验证,结果表明该算法能够较好地进行结构损伤异常的识别与定位。     

易损性分析在结构抗震及健康监测中的应用

为了有效地对日见增多的大型复杂结构进行日常管理和减少各种灾害的损失,从结构易损性的概念、基本原理入手,分析总结了易损性分析在结构抗震、桥梁抗震设计中的计算方法及其应用进展,并对各种方法的优劣进行了评述;对易损性分析在结构健康监测系统开发及传感器优化布设中应用的可行性进行了详细论述,并对其近期发展和应用情况进行了介绍;最后对易损性分析的发展前景进行了展望.     

基于改进EMD-ICA的结构模态参数识别研究

该文针对频带滤波改进经典经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,EMD)的模态分解能力不足时产生过多虚假模态的问题以及真正本征模函数(IntrinsicModeFunction,IMF)的判定问题,提出了将改进EMD与独立分量相结合的信号分析方法。该方法不需要人为预先设定阈值,能够自动分离出真正的IMF分量,消除改进EMD过程中产生的虚假模态,保障EMD分解信号的有效性。然后利用随机减量技术获得各IMFs的自由模态,最后利希尔伯特变换和最小二乘拟合技术相结合的方法来识别出结构的频率和阻尼比,并通过两个数值算例和一个七层钢框架的模态试验予以验证。研究结果表明:该方法可有效解决改进EMD的缺陷,并成功识别出结构的模态参数。     

基于粗集的改进对向传播网络结构损伤识别

为了有效地利用结构健康监测系统冗余、互补、不确定的信息进行健康状况评估,提出了一种将粗集和改进对向传播神经网络(RCPN)有机地结合在一起的损伤识别新方法。它先用粗集进行数据处理以降低数据的不确定性和空间维数,然后用RCPN进行损伤识别。为了验证所提方法的有效性,对1个框架结构的单损伤和多损伤模式进行了识别,并重点研究了噪声、神经网络模型、不同数据处理方法的影响。研究发现,所提方法不仅可以降低数据的空间维数,减少神经网络的训练与检验时间,而且具有较好的损伤识别精度和鲁棒性。     

基于声发射多参数耦合的木材裂缝检测方法

为及时了解木材的损伤情况,需对木材进行损伤评价,而木材裂缝深度是评价木材损伤的重要指标之一,其量测方法是一大难点,亟待解决。基于声发射参数(峰值、频率重心、能量)在杉木裂缝中的衰减规律,应用加权平均法对声发射参数进行归一化处理,提出了基于声发射多参数耦合的裂缝深度检测方法。结果表明：声发射峰值、频率重心、能量在木材存在裂缝与无裂缝的交界面会发生突变,且所提的基于声发射多参数耦合的综合指标值在交界面大于设定阈值,能有效检测木材的裂缝深度。     

摇摆架加固装配框剪结构变形控制机理研究

为解决地震作用下非对称RC框架-装配式剪力墙结构(AFPSW)出现的层间位移集中和平面扭转等不利变形问题,提出外附摇摆架的加固方法提升AFPSW的损伤变形能力与抗震性能.推导了外附摇摆架加固体系的动力方程,揭示了其变形控制机理并据此建立相应的设计方法。为验证加固设计方法的有效性,建立了基于振动台试验验证的AFPSW有限元模型,结合非线性动力时程分析结果,研究了结构加固前后的变形模式、损伤状态的变化与性能提升效果。结果表明:在峰值加速度0.62 g地震作用下,加固后体系的层间位移集中系数和扭转分别减小了20.9%和53%,极大改善了结构的不利变形,降低了体系整体损伤状态等级。这一切表明外附摇摆架加固体系的动力方程推导正确,提出的结构加固设计方法是可靠的,极大地改善了结构的均匀性和抗震性能。     

基于模态指标与数据融合的钢管混凝土拱桥损伤识别

为了提高大型结构的损伤诊断率,本文提出了一种基于模态指标和数据融合的结构损伤识别方法.根据结构振动响应,首先利用多种模态损伤指标,对钢管混凝土拱桥的损伤位置进行初步诊断,然后利用文中提出的加权平均法,对多种模态损伤指标进行融合计算,最后根据峰值方法得到拱桥的损伤位置。为了验证所提方法的可行性和有效性,对一双跨下承式钢管混凝土拱桥进行了单损伤和多损伤模拟,同时考虑了噪声等环境因素对识别结果的影响,并与单一损伤指标识别结果进行了比较。结果表明,本文所提出的损伤识别方法能够对钢管混凝土拱桥的损伤进行定位,它明显优于单一损伤指标的识别结果。     

自应力钢管轻骨料混凝土轴压短柱的性能分析

为研究自应力钢管轻混凝土的性能，对轴压短柱进行了试验，并将其与钢管轻混凝土及普通钢管混凝土进行了分析对比，同时用极限平衡法推导出其承载力公式，理论与试验吻合良好。     

底包角钢—火山渣砼组合梁斜截面抗剪性能的研究

本文简要介绍了外包钢砼结构的研究现状及意义，对底包角钢－火山渣砼组合梁料截面的工作机理，受压区砼和受拉区角钢的受力特点进行了分析，对外饮钢抗剪承载力进行了研究，并提出了底包角钢－火山渣砼梁斜截面抗剪承载力的计算公式，与实验结果比较，吻合情况良好。     

FRP-PVC管约束圆形截面钢筋混凝土组合柱滞回性能试验研究

6个FRP-PVC管约束圆形截面钢筋混凝土组合柱试件进行滞回性能试验,研究轴压比n、FRP横向包裹层数m和FRP类型对组合柱在低周往复荷载作用下的破坏模式、滞回特性、位移延性、能量耗散能力、承载力退化、刚度退化等性能的影响。试验结果表明,当外包FRP-PVC管开裂并退出工作时,试件承载力呈跳跃式下降,试件退化为钢筋混凝土柱,可将外包FRP-PVC管的开裂作为该类构件即将破坏的首次预警;所有试件的滞回曲线均较为饱满,捏缩现象不明显,滞回性能良好;试件的承载力退化不显著;轴压比的增大提高了试件的峰值荷载,同时延缓了刚度退化趋势,降低了试件的耗能能力;与BFRP包裹的试件相比,CFRP包裹试件的峰值荷载、耗能能力有所提高,刚度退化延缓;BFRP包裹层数的增加可以延缓试件刚度退化并提高其延性。