基于模态参数及小波变换的旋转梁结构损伤识别

本文采用旋转悬臂梁模型模拟旋翼直升机桨叶结构,并对其开展损伤识别问题研究.首先,基于有限元方法,采用Hamilton变分原理,建立旋转结构的动力学模型,通过对比理论和实验的结果验证模型的正确性.其次,利用不同模态参数(位移模态、应变模态)对旋转悬臂梁结构进行损伤识别研究.最后,针对位移模态,基于小波变换的奇异性分析特性,研究通过小波系数辅助损伤识别的方法.计算结果表明,对于旋转结构,应变模态的损伤识别效果较好,而位移模态若结合小波变换的奇异性分析,同样可以实现较为准确的损伤识别效果.     

基于索-梁结构的斜拉桥非线性振动仿真研究

本文建立了索-梁结构的有限元模型,对斜拉桥线性和非线性振动问题进行研究.首先对结构进行模态分析,发现结构振动表现出全局模态,局部模态以及混合模态,且索梁两者之间固有频率相互影响,对低阶频率影响较大,对高阶频率影响较小.其次,应用有限元软件对索-梁结构的自由振动和强迫振动进行仿真研究.结果表明：整个自由振动过程中频率有先增大后减小的趋势,且最终小于真实频率;在强迫振动中,观察到了丰富的非线性振动现象,包括索的亚谐波共振和内共振,与以往的实验和理论研究结果定性上得到验证;为斜拉桥全桥非线性动力学分析提供参考.     

基于模态小波分析的棒体裂纹损伤识别

为了克服传统无损检测方法检测缺陷成本高、局部化等缺点,以含有裂纹损伤的棒体为研究对象,采用模态分析、结合时频小波分析的方法,实现对其损伤位置的精确定位和损伤程度的小误差量化,并通过实验论证其合理性.研究结果有助于及时发现裂纹损伤,从而避免发生重大事故,同时此方法可用于复杂结构的无损检测和评估.     

基于局部异质协同双路网络的跨模态行人重识别

针对现有跨模态行人重识别方法忽略行人的局部特征及模态间的相互协同的问题,文中提出基于局部异质协同双路网络的跨模态行人重识别方法.首先,通过双路网络提取不同模态的全局特征进行局部精细化,挖掘行人的结构化局部信息.然后,通过标签和预测信息建立跨模态局部信息之间的关联,进行协同自适应的跨模态融合,使不同模态的特征之间相互补充,获得富有判别力的特征.在RegDB、SYSU-MM01跨模态行人重识别数据集上的实验验证文中方法的有效性.     

基于飞行工作模态分析的飞行器动载荷识别研究

基于飞行遥测振动数据,本文提出了基于工作模态分析的飞行器动载荷识别方法.首先,详细介绍了ERA环境激励模态辨识方法的理论.其次,给出了飞行器结构动力学建模方法.再次,提出了基于工作模态辨识的飞行器动载荷辨识计算工作流程,详细分析了其中的注意点.最后,通过算例验证了方法的可行性,其中基于飞行器飞行振动遥测数据,采用环境激励模态辨识方法辨识其各时刻的模态,包括模态频率和模态振型,再利用振动响应的模态叠加原理和模态正交理论,获取各时刻飞行器低阶模态的响应,再结合模态剪力和模态弯矩进行动载荷识别.     

模态不变性特征学习和一致性细粒度信息挖掘的跨模态行人重识别

跨模态行人重识别方法主要通过对齐不同模态的像素分布或特征分布以缓解模态差异,却忽略具有判别性的行人细粒度信息.为了获取不受模态差异影响且更具判别性的行人特征,文中提出模态不变性特征学习和一致性细粒度信息挖掘的跨模态行人重识别方法.方法主要包括模态不变性特征学习模块和语义一致的细粒度信息挖掘模块,联合两个模块,使特征提取网络获取具有判别性的特征.具体地,首先利用模态不变性特征学习模块去除特征图中的模态信息,缓解模态差异.然后,使用语义一致的细粒度信息挖掘模块,对特征图分别进行通道分组和水平分块,在充分挖掘具有判别性的细粒度信息的同时实现语义对齐.实验表明,文中方法性能较优.     

基于单元模态应变能和剩余模态力的结构损伤识别方法在某塔式桁架中的应用

为快速、准确定位工程结构损伤位置,有效提高工程结构安全性能和使用寿命,以某塔式桁架结构为研究对象,运用单元模态应变能法和剩余模态力法对其进行损伤识别.利用MSC Marc对该桁架完整结构和几种不同损伤程度下的损伤结构进行模态分析,通过MATLAB编程从模态分析结果中提取这些结构的模态参数,计算损伤结构单元模态应变能的变化率和损伤结构各节点自由度对应的剩余模态力,并进行结构损伤识别.结果表明单元模态应变能变化率和剩余模态力是有效和准确的结构损伤标志量.     

快速独立分量分析法识别结构模态参数研究

采用快速独立分量分析(FastICA)算法,快速、准确地识别结构模态参数.该算法以模态响应之间的独立性为依据构建出目标函数,并以此目标函数为基准采用ICA算法对结构输出信号进行分离,而得到结构振型向量.进而通过单模态识别技术-希尔伯特(Hilbert)变换,识别出结构的频率和阻尼比.最后通过白噪声激励下六层框架结构的模态参数识别,验证了快速独立分量分析算法识别结构模态参数的可行性和鲁棒性.     

基于模态语义增强的跨模态食谱检索方法

在跨模态食谱检索任务中,如何有效地对模态进行特征表示是一个热点问题。目前一般使用两个独立的神经网络分别获取图像和食谱的特征,通过跨模态对齐实现跨模态检索。但这些方法主要关注模态内的特征信息,忽略了模态间的特征交互,导致部分有效模态信息丢失。针对该问题,提出一种通过多模态编码器来增强模态语义的跨模态食谱检索方法。首先使用预训练模型提取图像和食谱的初始语义特征,并借助对抗损失缩小模态间差异;然后利用成对跨模态注意力使来自一个模态的特征反复强化另一个模态的特征,进一步提取有效信息;接着采用自注意力机制对模态的内部特征进行建模,以捕捉丰富的模态特定语义信息和潜在关联知识;最后,引入三元组损失最小化同类样本间的距离,实现跨模态检索学习。在Recipe 1M数据集上的实验结果表明,该方法在中位数排名(MedR)和前K召回率(R@K)等方面均优于目前的主流方法,为跨模态检索任务提供了有力的解决方案。     

跨模态交互融合与全局感知的RGB-D显著性目标检测

近年来, RGB-D显著性检测方法凭借深度图中丰富的几何结构和空间位置信息, 取得了比RGB显著性检测模型更好的性能, 受到学术界的高度关注. 然而, 现有的RGB-D检测模型仍面临着持续提升检测性能的需求. 最近兴起的Transformer擅长建模全局信息, 而卷积神经网络(CNN)擅长提取局部细节. 因此, 如何有效结合CNN和Transformer两者的优势, 挖掘全局和局部信息, 将有助于提升显著性目标检测的精度. 为此, 提出一种基于跨模态交互融合与全局感知的RGB-D显著性目标检测方法, 通过将Transformer网络嵌入U-Net中, 从而将全局注意力机制与局部卷积结合在一起, 能够更好地对特征进行提取. 首先借助U-Net编码-解码结构, 高效地提取多层次互补特征并逐级解码生成显著特征图. 然后, 使用Transformer模块学习高级特征间的全局依赖关系增强特征表示, 并针对输入采用渐进上采样融合策略以减少噪声信息的引入. 其次, 为了减轻低质量深度图带来的负面影响, 设计一个跨模态交互融合模块以实现跨模态特征融合. 最后, 5个基准数据集上的实验结果表明, 所提算法与其他最新的算法相比具有显著优势.     

火箭结构系统纵向模态自动辨识方法

针对工程中需要从火箭结构系统的整体模态中识别纵向模态,根据模态有效质量理论,提出了一种识别火箭结构系统纵向模态的自动辨识方法.以具有集中质量系统的振动特性作为算例,通过有限元软件,建立了具有集中质量系统的梁模型,利用自动辨识的方法,自动辨识出系统的纵向模态,并与应用模态分析法所计算的系统模态信息相比较,这种自动辨识方法不仅能准确的辨识出振动系统的纵向模态,而且还具有自动高效的识别特点.为准确快速建立液体火箭POGO振动系统的动力学模型等工程系统的模型提供理论依据.     

Hybrid component mode synthesis based on test derived data

A method of component mode synthesis in which a majority of the dynamic characteristics of individual components are determined by modal testing is described. For the purpose of testing, the component can be supported on a suitable number of rigid supports. Alternatively, the test can be carried out in a free–free configuration, in which very flexible cables are used to hold the component. In either case, a number of practical difficulties arise. A new approach to modal testing in which the fixed–fixed modes of the component are obtained from a test configuration in which the component is held by supports of arbitrary characteristics is described. A complete theoretical formulation is developed. Computer simulation studies are carried out to determine the sensitivity of the calculated mode shapes and frequencies of the assembled structure to the various measurement errors in modal testing. Some results from these studies are presented.     

工程结构多刚度尺度分析与模态理论

当前工程结构设计大多基于成熟的线性振动理论,未综合考虑非线性、多尺度等特性的影响,导致各类工程振动问题频发,减振措施失效.首先,本文以质量弹簧系统为例,对系统刚度比和质量比等关键参数开展分析,指出刚度比对系统模态具有显著影响;再者,简述大跨桥梁动力学研究现状,从系统全局动力学角度,根据非线性动力学分析和有限元分析,提出工程结构多刚度尺度概念,分析并指出多刚度尺度耦合系统的全局模态、局部模态和混合模态基于不同刚度尺度的定义.为建立桥梁全局动力学模型和理论,桥梁非线性动力学研究奠定基础.     

Modal disparity enhancement through optimal insertion of nonstructural masses

Stiffness variation can be generated in a structure by the systematic application and removal of tension in cables connecting points in the structure. This strategy has been shown to result in modal disparity, a property of the combined structure and cable system that allows vibration energy to flow from one set of modes to another. This facilitates the design of simplified strategies for modal control of flexible structures using only a few selected modes. For some structures, however, cable tension switching may not result in sufficient modal disparity, and, in such cases, the rate of energy transfer across modes may not be sufficient to ensure rapid vibration suppression. Here, it is shown that such difficulty can be alleviated by the insertion of a few nonstructural masses. A procedure is outlined for determining the optimal location of these masses. Simulation results are presented to illustrate vibration control in a 3-D frame.     

基于运动放大的振动结构的模态识别

快速准确地获取结构的振动信息是确定结构模态参数的关键。随着计算机视觉和高速相机技术的发展,视觉测量振动逐渐受到人们的重视。对一种可检测结构微小运动的计算机视觉技术进行了研究,并将最新的实时运动放大算法用于振动结构的模态识别。此算法可在不提取位移的情况下直接展示振动结构的模态特征。为了验证提出方法的可行性,以悬臂梁为例搭建了加速度计和高速相机的模态识别实验系统,并依据理论模态对其实验数据进行模态置信准则(MAC)检验。分析实验结果表明：提出的方法可以识别振动结构的模态参数。     

结构模态参数测试的传感器优化布置研究

结构模态参数的测试是进一步进行结构动力响应计算、结构损伤检测等的重要基础．在线结构的模态参数的测试通常采用环境激励来进行．在采用环境激励的结构动力特性测试中，传感器的布置直接影响测试的结果．采用有限带宽白噪声激励模拟环境激励研究传感器的布置对结构模态参数测试的影响．实验结果表明传感器的不同布置影响结构动力参数的测试结果，优化布置传感器可以提高结构模态参数的测试精度．     

Automated structural design and analysis of advanced composite wing models

The design of a composite wind tunnel model has demonstrated the ability to tailor the response of a composite structure to provide desired static and dynamic characteristics. This was possible because the strength and stiffness properties of composite structures can be controlled through selection of materials and lamination patterns. To take maximum advantage of the capability, efficient computer procedures are being developed for the design and analysis of composite structures. A finite element procedure and a direct Rayleigh-Ritz procedure, specialized for the preliminary analysis of wing-type structure, are discussed. The use and accuracy of these procedures have been demonstrated on a low cost, low risk basis in the design and analysis of a composite wind tunnel model and in test-theory correlation for static and dynamic response. Material selection, intermediate design decisions, fabrication, testing for natural modes and frequencies, and testing for influence coefficients for the wind tunnel model are discussed.     

柔性智能结构的振动主动控制仿真和实验研究

基于模态坐标表示的含压电片结构横向振动系统方程,采用独立模态法直接针对系统的高阶模型设计控制律,利用劳斯判据证明由所设计的控制器引起的控制溢出可被有效抑制,极大地降低了由于模型降阶引起的误差。同时,对压电柔性悬臂梁的高阶振动模态进行主动控制仿真模拟和实验研究,结果表明施加主动控制后柔性悬臂梁的模态阻尼显著提高,受控悬臂梁的振动得到了快速抑制。仿真计算和实验结果取得了良好的一致性。研究结果表明,利用压电陶瓷作为驱动元件,采用独立模态控制法实现柔性结构的振动抑制是一种高效的振动主动控制方法,在航天航空等领域中