钢筋混凝土梁的损伤识别方法研究

介绍了一种利用动力实验检测桥梁破损的方法。该方法首先建立了钢筋混凝土梁的有限元计算模型，用以计算正常情况下梁的动力特性，其次通过在现场布拾振设备，采集实验数据，利用模态分析技术，获得病害桥墩的自振特性。再次，将无损模型分段，假设各段破损计算出自振特性，然后与实测结果比较，判断出损伤位置，根据系统动力方程，推导了破损因子，通过计算该因子，可以判断桥墩的破损位置和破损程度，最后，作者介绍了一个识别例子。     

基于应变模态分析的损伤识别方法研究

针对传统的结构损伤识别指标对结构早期局部损伤不敏感的现状,基于应变模态参数识别技术,研究了一种能识别早期损伤位置和损伤程度的损伤评价指标.该指标是测量结构上一系列关键点的应变,运用应变模态参数识别技术获得应变模态振型,并构造应变模态差这一损伤评价指标,达到了识别结构早期损伤位置和损伤程度的目的.数字仿真和实验结果表明,...     

基于曲率模态和EEMD的结构损伤识别方法

简要介绍了EEMD和Hilbert-Huang变换的基本原理和方法,利用EEMD的多尺度分解对信号进行局部放大的优点,在结构曲率模态的基础上,提出了一种基于EEMD的结构损伤识别方法。该方法在曲率模态的基础上进行EEMD分解,利用瞬时幅值的定义提出曲率模态空间瞬时幅值奇异性评价指标作为损伤指标,该指标可以判定损伤的存在,确定损伤的位置和估计损伤的程度,通过一简支梁的数值模拟对该方法的有效性进行了验证。     

基于应变模态差的连续梁损伤识别方法研究与应用

目前中国许多地区都在大规模修建桥梁和高架桥,桥梁成为交通工程中必不可少的一部分,它的健康运行关系到国家的经济、人民的生命财产以及社会的稳定。为了保证桥梁的健康运营,对桥梁进行监测已成为必不可少的关键环节。主要以应变模态为基础,采用应变模态差作为损伤识别的指标对桥梁进行损伤识别,通过有限元软件模拟三跨连续梁的损伤状况,利用应变模态差对其损伤位置进行识别。结果证明:应变模态差能够有效识别结构的损伤位置,并借助此方法对现有桥梁的损伤情况进行评估。     

一种基于小波的结构损伤识别方法研究

各类复杂结构在其服役期内,由于受到设计荷载以及各种其它突发因素的作用,使结构发生损伤,从而威胁整个结构的安全。为了保证结构的安全和减少结构的维护成本,采取有效方法对现役的工程结构进行损伤识别工作就显得尤为必要和迫切。本文通过小波变换方法提取模拟响应信号的模态频率,以达到对结构进行损伤识别的目的。模拟结果显示,基于小波变换的结构损伤识别方法将信号变换到时间—频率空间域上,较以往仅在时间或频率域识别方法更能准确地识别结构的模态频率。     

基于曲率模态和小波变换的简支梁桥损伤识别方法

小波变换具有在时域和频域内表征信号局部特性的能力,能够在不同尺度下对结构响应中的突变信号进行放大和识别.本文在曲率模态基础上,提出了一种基于小波变换的梁式结构损伤识别方法.利用双正交小波函数对损伤前后结构的曲率模态进行小波变换,通过小波变换系数的变化和分布情况建立了结构损伤指标,可判定损伤存在,确定损伤位置和估计损伤程度.并通过一简支梁桥中T形截面梁的数值模拟对该方法进行了验证.     

基于应变模态及结构优化技术的结构损伤程度识别方法

应用结构优化技术对结构损伤程度进行识别.在结构损伤区域内,以每个单元拟识别的损伤程度指标作为设计变量,以结构局部区域内损伤前后应变模态差极小为目标函数,建立结构识别模型,采用序列线性规划法求解识别模型,算例表明此解可以很好地定位结构损伤的位置及程度.     

基于点谱相关函数的悬臂结构损伤识别

针对悬臂结构,提出基于点谱相关函数的损伤识别柔度法。该方法依据结构动力特征方程和悬臂结构的特点,利用柔度矩阵元素作为过渡,得到了结构模态参数与杆件物理参数之间的对应关系等式,讨论并提出利用结构自由振动信号的winger-ville点谱相关函数平方根值代替结构模态参数的方法,建立了点谱相关函数平方根值与刚度损伤系数的方程,通过求解方程组就能识别出结构单个或多个损伤的位置和程度。该方法物理意义明确,突卸荷载激励容易实现,且只需一次测量,无需损伤前后对比测试,有利于工程应用。最后通过两个数值算例,验证了所提方法的有效性。     

基于曲率模态和柔度曲率的梁结构损伤识别

选用模态柔度曲率差和曲率模态差进行损伤识别研究,提出一个基于曲率模态差的新指标。首先进行混凝土简支梁和三跨连续梁的损伤识别数值算例分析,然后以钢纤维混凝土简支梁为试验对象进行试验研究,最后通过数值与试验研究分析,结果表明,对于梁结构的损伤,曲率模态差较柔度曲率差更敏感;提出的基于曲率模态差的改进指标在一定程度上可以剔除曲率模态差的某些误判。     

基于频率及振型参数的结构损伤识别方法

本文对基于结构模态参数的损伤识别方法进行了深入探讨,对一种传统的基于频率变化的结构损伤识别方法进行了分析改进,并建立了一种新的基于频率和振型参数的结构损伤识别方法。通过数值仿真证明传统的基于频率变化的结构损伤识别方法的单步识别精度随单元刚度损伤程度的增加而降低,提出此类方法宜设计成迭代算法,数值仿真结果表明本文的修正建议是合理有效的。针对有损结构前几阶固有频率和对应的模态位移可供利用的情况,提出一种基于广义逆的损伤识别方法,数值仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于数字孪生和深度学习的结构损伤识别

土木工程实际结构损伤状态的时间跨度通常只占总生命周期的一小部分。为解决传统基于数据驱动的结构损伤识别方法缺乏足够多的损伤训练数据的问题,提出结合数字孪生和深度学习的结构损伤识别方法,并应用于实际工程。该方法利用数值仿真模型和在线监测数据构建结构的数字孪生,以获得不同损伤工况下结构动力响应的“大数据”;为了摆脱对外激励信息的依赖,应用经验模态分解法和传递率函数对得到的数据进行预处理;将预处理后的固有模态传递率函数数据作为深度学习的输入进行训练,实现结构的损伤识别。为验证方法的有效性,对实际结构未经训练的监测数据进行分析,结果表明,该方法泛化能力良好,能够有效识别结构损伤状况。通过数字孪生技术解决了传统方法数据匮乏的问题,不需要任何地震信息,利用固有模态传递率函数数据训练的深度神经网络仍能保持较高的损伤识别准确率,二者结合可以使工程结构健康监测更为主动、可靠、高效。     

Employment of predictive search algorithm in digital image correlation

A predictive search algorithm to estimate the size and direction of displacement vectors was presented.The algorithm decreased the time of calculating the displacement of each pixel.In addition,the updating reference image scheme was used to update the reference image and to decrease the computation time when the displacement was larger than a certain number.In this way,the search range and computational complexity were cut down,and less EMS memory was occupied.The capability of proposed search algorithm was then verified by the results of both computer simulation and experiments.The results showed that the algorithm could improve the efficiency of correlation method and satisfy the accuracy requirement for practical displacement measuring.     

基于DIC方法的混凝土压缩试件裂纹识别

基于特殊设计的混凝土试件单轴压缩破坏试验,结合高分辨率CMOS采集到的逐级加载过程中的变形图像,采用数字图像相关方法(Digital Image Correlation,以下简称DIC方法),应用由MATLAB和C++语言混合编程的开放式二维数字图像相关方法计算平台,研究分析了混凝土试件表面受力变形直至破坏全过程位移场分布、特点,计算获得了较为准确的试件裂纹表面形态、长度、位置等数字化的基本裂纹信息,为进一步直接、准确地建立混凝土试件或构件的裂纹有限元分析模型,以及进一步研究混凝土结构的破坏特征和断裂机理有着重要的意义和价值。     

基于图像处理的食品细菌自动检测方法

介绍了一种基于显微图像识别的食品中细菌快速检测系统。分析了细菌图像特征,给出了提取细菌特征的方法,经实际检验,该方法可以有效识别食品中的细菌,同时可以很好地去除噪声的影响。文中方法都经过实际检验并给出了实际效果图。     

基于数字签名方式的图像鉴别方法

提出了一种有效且稳健的基于数字签名方式的图像鉴别方法。该方法对图像预处理后,提取图像块均值的前五位作为被鉴别图像区别于其他图像的特征信息,并把图像进行分区处理,对区域内提取的图像块的特征信息扩展后进行RS差错控制编码,将编码后的RS校验位随机置乱后作为数字签名,然后与公开图像一起发送出去。实验结果表明:此图像鉴别方法可以有效地鉴别图像内容的真伪并对篡改区域进行定位。     

花岗岩-喷射混凝土梁损伤的声发射可视化表征

为研究输水隧洞围岩-喷射混凝土衬砌结构的协同抗弯损伤特性,制备两种花岗岩-喷射混凝土组合梁进行不同加载速率的四点弯曲试验,并采用数字图像相关(DIC)和声发射(AE)两种无损监测技术对花岗岩-喷射混凝土组合梁的四点弯曲试验进行监测。结果表明：在裂缝从喷射混凝土中扩展至花岗岩表面时,荷载-应变曲线在峰后下降段出现明显的拐点,该拐点可以作为花岗岩起裂的标志;通过声发射技术对喷射混凝土中的损伤类型识别发现,剪切损伤所占的比例随着应变率的提高而增加。为实现对组合梁内部损伤的可视化分析,利用声发射损伤定位数据计算了空间b值。结合损伤定位在空间中的密度分布规律,给空间b值附加系数后构建新的Rb值。与空间b值相比,Rb值的云图对不同损伤程度的区分度更高,改善了损伤可视化分析的效果。最后,将Rb值定位的损伤云图与DIC监测到的裂缝云图进行对比,验证了这种利用声发射技术对损伤进行可视化分析方法的有效性。     

基于关联模态云推理算法的输电塔结构损伤识别

为了解决输电塔等工程结构在不确定因素干扰下的损伤识别问题,提出了一种基于关联模态的云推理算法。建立残余力基本方程,并分析了基于残余力向量的损伤识别原理;提出了基于残余力的云推理算法,给出了云模型的数字特征,分析了前件云发生器和后件云发生器,给出了基于灰云模型的定性规则库建立方法,并利用云规则组成了相应的云推理系统。考虑到残余力法易受测量噪声等不确定因素干扰的弱点,进一步提出了关联模态云推理算法,以提高损伤识别的精度和可靠性,并采用输电塔结构模型进行了损伤识别研究。数值计算结果表明,关联模态云推理算法可以较好地识别出结构损伤,其识别效果明显优于残余力向量法和残余力云推理算法。     

Digital image correlation based high-speed crack tip locating method and its application

Based on a digital image correlation (DIC) method with the measurements of a high speed crack''s displacement and strain fields, a technique to accurately and automatically locate its crack tip has been developed. The crack tip is identified by finding the abrupt jump on the opening (or dislocation) curve of a point on the trace of the crack propagation, while the opening is measured through a virtual extensometer technique and the abrupt jump is identified by finding the peak on the curve. The method was verified using a specially designed experiment and applied to measure the critical crack tip opening angle of a rock sample. Because the involvement of analytical models has been avoided and then the good performance could be ensured for low resolution speckle images, this technique is expected to be very useful in the quantitative study of high speed cracks in experiments using high speed cameras.     

基于多片DSP的并行数字图象处理系统

本文主要探讨专用数字信号(图象)处理器用于实时图象处理的并行多处理器体系结构。介绍了一种由三片TMS32020和PC/XT、A/D接口板组成的并行图象处理系统。主要解决了多片TMS32020(C25)构成并行图象处理系统所遇到的一些问题。该系统为SIMD结构,适合于大多数低级图象处理算法,同时具有很强的模块性、灵活性和可编程性。最后给出了一些实际应用的结果。     

基于全量补偿算法的结构损伤识别

频率和振型是反应结构动力特性的主要模态参数,文中对损伤结构的频率和振型进行了研究。通过实测损伤结构的频率和振型,利用矩阵理论修正理论有限元模型,使之与实测损伤结构的频率和振型一致;将修正的理论有限元模型表达成单元刚度矩阵与损伤因子的线性组合,把损伤识别问题转化为组合系数的识别问题。给定损伤因子的合理取值范围,用优化方法求解损伤因子。通过对十跨桁架结构的数值仿真,仅用结构的前5阶频率和振型就能很好的识别结构的损伤,且该方法不需要对实测振型进行归一化处理,具有较强的实用性。