基于物联网的建筑抗震支吊架智能监测系统研究

抗震支吊架与建筑结构牢固连接,是以地震力为主要荷载的抗震支撑设备。实时准确的获取抗震支吊架的服役状态,以验算和判断抗震支吊架是否处于正常工作状态,对实际工程应用具有十分重大的意义。本文基于物联网技术建立了一套建筑抗震支吊架智能监测系统,通过安装在抗震支吊架上的传感设备感知信号,然后通过数据的采集、存储、管理及希尔伯特黄变换的时谱分析准确判断抗震支吊架的服役性能状况。实际工程案例的分析结果表明该系统能够在支吊架出现故障时及时报警,具有较高的应用推广价值。     

某羊角型输电塔的风振响应分析

本文首先简述了应用线性滤波法中的自回归模型(AR模型)模拟出给定风速功率谱的风速时程序列,并验证其与目标谱的一致性,再通过规范公式推导脉动风载与风速之间的关系,从而得到作用在各节点的脉动风荷载时程样本。本文以某羊角形输电塔为原型进行了模拟计算分析,用有限元分析软件ANSYS建立了有限元模型,并用MATLAB生成塔架迎风面各节点上的风荷载时程信号作为动力输入。利用ANSYS对结构进行了模态分析,结果显示结构的基本模态为平面振动,但是同时具有扭转模态和局部振动模态;对此输电塔结构进行了平均风作用下的静力分析,同时,基于ANSYS时程分析方法计算了结构在一般风荷载作用下的风振响应。结果表明,在考虑一般风荷载作用的情况下,输电塔在顶部出现最大的位移和加速度响应,而在底部出现最大的轴力响应,但由于本文输电塔结构杆件的变截面设计,最大的应力出现在约1/3高处的杆件上。相对于平均风的作用,结构响应在一般风荷载下呈现出明显的动力放大效应。     

玄武岩纤维增强木塑复合材料的力学性能

研究了用短切玄武岩纤维(BF)增强木塑(WPC)复合材料(BF/WPC)体系中, BF的含量与BF/WPC力学性能之间的关系, 定性探讨了纤维增强机制。结果表明, 与WPC相比, 除断裂伸长率有所下降之外, BF/WPC的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度均有明显提高, 且这些性能取得最大值时BF的质量分数分别为15%~30%、15%~25%、20%~30%, 提高的幅度约为30%。提出了"弱端面"的定性假说, 由此解释了BF/WPC各项强度指标与增强纤维含量之间存在着最大值现象的原因。      

基于改进Jaya算法和组合相关函数的结构损伤识别

针对Jaya算法计算精度差、收敛速度慢、易陷入局部最优而提前收敛等问题，为提高算法的性能，引入Hammersley序列初始化、Lévy飞行搜索、经验学习策略得到改进Jaya算法。计算加速度响应互相关函数的所有组合，得到组合相关函数，在此基础上提出基于改进Jaya算法和组合相关函数的结构损伤识别方法。利用随机激励下多自由度体系模型验证该识别方法的有效性，并讨论不同的优化算法、噪声等级、采样频率、采样时间、数据点数、传感器数量、模型误差等因素对识别结果的影响。研究结果表明：与遗传算法和Jaya算法相比，改进Jaya算法可以更好地平衡全局搜索和局部搜索，加快收敛速度，提高识别精度；改进Jaya算法和组合相关函数的损伤识别方法在20%噪声下仍然可以准确识别结构刚度损伤位置和程度。