预应力混凝土桥梁模态参数识别方法

目的为探讨基于环境激励下功率谱峰值法对于混凝土桥梁模态参数识别的可行性和方法的有效性．方法对某一预应力混凝土连续梁桥进行了数值仿真分析．借助通用有限元分析软件建立了桥梁的三维实体模型,对模型进行有限元模态分析和时程分析,并借助随机行车荷载模拟环境激励,利用加速度信号、考虑外界白噪声的影响,在仅有输出响应信号的情况下利用功率谱峰值法识别预应力混凝土桥梁的模态参数．结果通过数值仿真分析,得到了结构前六阶模态参数,与有限元模态分析得到的理论模态参数相比较,二者误差平均在5％以内,吻合较好．结论研究表明功率谱峰值法适合于环境激励下桥梁结构的监测、诊断,具有重要的实际工程应用价值．     

基于风洞试验和CFD技术的桥梁抖振荷载研究

结合风洞试验与CFD(Computational Fluid Dynamics)技术提出了一种新方法。该法首先利用CFD确定桥梁表面压力分布及节段模型弹性中心的三分力系数,然后根据风洞试验结果采用最小二乘法确定桥梁节点力荷载。该方法克服了CFD模拟得到的三分力系数通常与风洞试验结果不符的缺点,给出了确定桥梁节点力荷载的有效途径。     

多跨预应力混凝土桥梁结构动力特性研究

基于振动理论的桥梁损伤检测方法需要精确提取桥梁的动力参数,动力参数识别是桥梁损伤检测的首要步骤。为了提取5跨预应力混凝土简支梁桥的动力参数,在桥梁上进行了两组振动试验,分别研究了每跨桥梁的动力特征和5跨桥梁的整体振动特性。所有单跨的4阶动力参数将根据智能无线传感器测量结果,应用快速傅立叶变换、半功率带宽法和交叉反应谱法计算得到。同时也讨论了振动传输,激励跨桥梁和非激励跨桥梁之间的关系。研究结果表明:桥墩长度会影响桥梁的自振频率;存在碎石均布荷载的情况下振动可以在所有跨桥梁之间传播;受竖向激励的一跨桥梁主振型为弯曲模态,非激励跨桥梁主振型趋向于扭转模态。研究结果将作为桥梁健康监测技术的基础研究。     

特重车交通荷载作用下大跨拱桥动力响应分析

为研究特重车交通荷载工况作用下大跨拱桥的动力响应特点,以河北省宣大高速公路上某大桥的动态称重系统所采集的近3年的交通数据为基础,定义并提取了特重车的交通荷载工况,进而分析了不同类型特重车交通荷载工况所占比例及每个特重车交通荷载工况车辆总质量的分布规律。利用随机车流-桥梁耦合振动分析软件计算了大跨拱桥在特重车交通荷载作用下的空间动力响应,并与新旧桥梁规范中的设计车辆荷载对应的响应进行了对比。结果表明：新规范对拱桥关键部位的设计荷载定义更为保守,实测的交通荷载工况中仅有极少数特重车交通荷载工况对应的响应超过了设计车辆荷载对应的响应;对于该大跨拱桥,新桥梁规范中的设计车辆荷载能够较充分地考虑大部分特重车交通荷载作用对桥梁结构整体受力产生的不利影响。     

基于AR模型的瞬时风模拟

基于AR模型,研究了脉动风的数值模拟方法,编制了瞬时风速和风荷载的模拟程序.将此方法推广到斜拉索结构,模拟计算了苏通大桥A34拉索的风速与风荷载.通过模拟谱与目标谱的对比,证明该方法准确性高,并为下一步斜拉索的振动时程分析提供了激励源.     

抗风缆对大跨度悬索桥的抗风静力效果研究

在悬索桥有限元模型上加抗风缆,施加风荷载,用二维线性方法计算桥梁临界失稳风速,计算在不同风荷载下跨中节点的横向、竖向和扭转位移．通过比较施加抗风缆前后桥梁跨中的响应表明：侧向位移显著减小,横向屈曲临界风速有所提高,表明侧向刚度增加;但竖向位移增大,通过比较加缆前后跨中节点的位移,加缆后扭转失稳有所提前,扭转发散临界风速有所降低．     

桥梁健康监测中损伤特征提取的小波包方法

针对桥梁健康监测中结构损伤识别的特点,从模式识别的角度提出和分析了损伤特征提取问题.阐述了基于小波包分析的两种节点能量特征提取的方法.为了研究小波包系数节点能量和小波包信号成分节点能量对损伤信息进行特征提取的差异,通过对随机荷载激励下的连续梁进行数值模拟,得到了结构未损和损伤状态下的加速度时程信号.应用小波包变换,对不同结构状态下的加速度信号分别提取了两种小波包节点能量特征,并对它们作为结构损伤特征指标的敏感性进行了比较.认为两种特征指标的敏感性相差很小,而小波包系数节点能量特征指标的计算效率更高,更适合桥梁健康监测中损伤特征提取的要求.     

大跨度钢桁拱桥节点疲劳性能试验研究

重庆朝天门大桥是当今世界第一大跨度拱桥,其下弦节点直接承受公路荷载与轻轨荷载的双重作用,下弦节点连接处应力幅大,目前大跨度钢桥中未曾有类似的设计及试验,因此,该文对其下弦节点连接进行了高周疲劳试验以确定其连接的可靠性。首先通过相关规范及朝天门大桥的交通量确定出模型的试验荷载,并完成从实桥节点到模型的转换,然后对模型进行正常设计荷载下的200万次疲劳试验,该试验验证了设计寿命期内朝天门大桥节点连接的安全性,并用空间有限元分析结果验证了试验数据的真实性。最后进行了该模型的疲劳破坏试验,得出了这类节点的疲劳破坏规律,为该类桥梁以后的设计及监测提供了数据及参考意见。     

三边形桅杆风荷载谱模型试验研究

对三边形格构式桅杆进行了均匀流和两种紊流下的高频测力天平风洞试验,得到了顺风向、横风向和扭转向的气动力系数以及脉动风荷载谱。采用基于风速谱的数学模型对顺风向脉动风荷载谱进行拟合,验证了该经验公式在不同流场下的适用性。根据试验所得横风向和扭转向脉动风荷载功率谱曲线的特点,建立由紊流激励和旋涡脱落激励两部分组成的谱函数数学模型,最小二乘法拟合结果与风洞试验结果吻合良好。横风向脉动风荷载谱以紊流激励为主,紊流强度15%时旋涡脱落激励贡献仅占10%,扭转向脉动风荷载谱中旋涡脱落激励贡献明显增大,达到40%。     

基于自回归模型的桥梁脉动风场模拟

为了客观量化桥梁结构上各点处的脉动风速时程从而为准确计算风荷载效应提供前提保证,在考虑结构节点间的风速时程相关性的基础上,采用线性滤波技术亦即白噪声滤波法中的自回归模型(AR)模拟了某斜拉桥主梁上个别代表点处在任意200 s时长内的风速随机时程.该模型通过线性滤波器将白噪声随机序列输出为符合一定谱特征的平稳随机过程.分别采用Kaimal谱和Panofsky谱作为水平向风和竖向风的风速谱.结果表明:AR模型可以有效模拟脉动风速时程,合成的随机风速时程能够客观反映各代表点风速的时间相关性和空间相关性,其功率谱和目标功率谱也吻合较好.     

超声编码激励产生声辐射力的数值模拟

基于编码扩谱原理,在超声弹性成像技术中,提出用编码激励产生声辐射力的方法,分析其原理并建立了概率统计模型,研究编码激励在各向同性均匀介质中产生的超声剪切波的分布特性.数值仿真结果表明,用编码脉冲激励产生声辐射力的方法可提高系统的时间和频宽利用率,同时结合脉冲超声检测编码调制技术的支持,可减少对激励信号占空比的局限,提高声辐射的穿透力和回波信噪比.     

环境激励下大跨度连续刚构桥动力分析模型修正

为了快速准确地对黄河某特大桥进行损伤识别,采用了一种环境激励状况下,基于优化理论的有限元模型修正方法.首先通过振动测试,利用环境激励下的功率谱峰值法,获得模态参数.使用ANSYS建立桥梁的参数化有限元模型,选取灵敏度高的刚度参数,根据最优化理论进行迭代修正,最终得到了黄河某特大桥有限元修正模型.通过对有限元模型进行动力特性分析,结果表明:修正后模型的模态特征值与实测值吻合度更好,前20阶主要振型的频率误差基本在2%以下,精度较高;修正后,桥梁混凝土整体弹性模量确定在每平方毫米340 000～370 000N之间,箱梁刚度分布基本符合现场的表观损伤调查结果.在正常通车情况下即可检测桥梁,无需交通管制,相对传统的人工激励方式,不会对桥梁构成额外伤害;利用现有的有限元软件ANSYS,不用计算繁琐的质量、刚度矩阵即可进行损伤识别,适合于大跨度连续刚构桥损伤识别的应用.     

认知无线电系统频谱自适应调度算法设计

针对认知无线电系统多媒体业务应用,提出了一种基于频谱感知的自适应分组调度算法。该算法通过自适应地调整实时业务和非实时业务间的资源配额,以在空闲频谱资源变化情况下保证实时业务的QoS需求。基于IEEE 802.22无线区域网(WRAN)的认知无线电系统仿真表明,同已有的3种典型分组调度算法M-LWDF、Exp和PF相比较,该频谱自适应分组调度算法可以在变化的空闲频谱条件下为实时业务提供更为可靠的QoS保障,获得更高的系统吞吐量和频谱利用效率。     

基于小波能量传递函数谱的结构损伤识别

为排除小波识别结构频率时地震动频带的干扰,提出了小波能量传递函数谱方法.该方法首先将地震动输入和结构地震反应小波谱分别沿时间轴积分,得到结构输入和输出的小波能量谱;然后将结构反应小波能量谱除以地震动输入小波能量谱,并定义为结构小波能量传递函数谱,该谱的脊线即为结构的时变频率.分别采用小波变换直接识别法和小波能量传递函数...     

叶片失谐对叶盘结构振动特性的影响

叶片失谐在实际叶盘结构中是不可避免的,并严重影响叶盘的振动特性.文章将失谐叶盘的模态及受迫振动响应投影到谐调叶盘模态空间,并提出一种节径谱的研究方法,通过关于不同节径的谐调模态的组合来描述失谐叶盘模态和受迫响应.基于叶盘集中参数模型,分析了叶片刚度失谐对叶盘频率转向区内外的模态振型及受迫响应等特性的影响规律.研究表明,节径谱的研究方法能够较为准确地捕捉失谐对叶盘结构振动特性的影响作用,对建立失谐与谐调叶盘结构振动特性之间的内在联系具有重要意义.     

拥堵路网交通流均衡分配模型

为克服利用传统静态交通流分配模型分析拥堵道路网络交通流分配问题的不足,研究交通拥堵状态下静态拥堵交通流均衡分配模型.首先,基于拥堵路段上交通流特征,分析拥堵路段阻抗函数特点,包括满足拥堵路段上流量随车辆数增加而减少的特征;其次,分析拥堵状态下用户疏解路径选择行为,提出道路网静态拥堵交通流分配的用户均衡与系统最优原理;再次,构建道路网静态拥堵交通流用户均衡与系统最优分配模型,并证明模型与用户均衡原理的等价性、模型解的唯一性;最后,给出求解用户均衡模型的迭代加权求解算法.通过算例与传统静态交通流分配进行对比分析,结果表明:拥堵用户均衡分配模型与拥堵系统最优分配模型可以合理描述拥堵用户均衡原理与系统最优均衡原理,且拥堵用户均衡分配模型可以合理描述路网处于全拥堵状态下各路段实际通过流量.拥堵交通流分配模型可应用于由拥堵蔓延导致的局部全拥堵区域,可作为半拥堵静态交通流分配的核心部分之一.     

基于刚柔耦合模型的月球车振动特性仿真

为了分析月球车在月表环境下的振动特性,将其作为一个刚柔耦合多体系统,基于三维实体造型和多体动力学分析软件建立了刚柔耦合动力学模型。根据美国国家航空航天局的研究,建立了月球表面位移功率谱数学模型,结合谐波叠加法获得了月表不平度。以六轮月球车样机JLUIV-6为研究对象,通过典型越障工况试验验证了所建模型的可靠性。以月面不平度作为振动激励对所建立的动力学模型进行了仿真,分析了月球车车体的振动响应及振动加速度幅频特性。结果表明,月球车在0.8～1.8Hz处存在明显的共振区域,为月球车系统设计及优化提供了依据。     

Reservation-based dynamic admission control scheme for wideband code division multiple access systems

Call admission control (CAC) and resource reservation (RR) for mobile communication are two important factors that guarantee system efficiency and quality of service (QoS) required for different services in a very scarce resource as the radio spectrum. A new scheme was proposed which extends the concepts of resource sharing and reservations for wideband code division multiple access (WCDMA) systems with a unique feature of soft capacity. Voice and data traffic were considered. The traffic is further classified into handoff and new requests. The reservation thresholds were dynamically adjusted according to the traffic pattern and mobility prediction in order to achieve the maximum channel utilization, while guaranteeing different QoS constraints. The performance of proposed scheme was evaluated using Markov models. New call blocking probability, handoff call dropping probability, and channel utilization were used as benchmarks for the proposed scheme.     

基于语音截止频率的声码器激励模型

在低速率声码器中,对激励信号的描述直接影响重建语音的质量. 为了改善音质,提出一种基于语音截止频率的声码器激励模型. 该模型编码时通过语音截止频率将激励谱分成谐波和噪声2个子带,谐波子带的激励谱幅度引入离散余弦变换变维模型进行描述,语音截止频率进行4 bit非线性量化. 解码时将恢复出的谐波子带激励谱幅度进行傅里叶反变换,噪声子带则由白噪声进行以语音截止频率为阻带截止频率的高通滤波,最后由谐波子带和噪声子带叠加出激励. 实验结果表明,该模型提高了全带激励谱幅度和谐波噪声成分的描述精度,可使重建语音的音质得以明显改善,主客观指标更优,对男声更为突出.     

基于相关向量机和模糊综合评价的路况预测模型

为了缓解交通拥堵、道路服务水平低、市民出行效率低等问题,提出基于相关向量机和模糊综合评价的路况预测模型. 利用遗传算法和粒子群算法作为参数寻优算法,优化组合核相关向量机. 基于Spark并行化参数寻优算法,提高模型的训练效率. 提出基于Spark并行化的遗传算法和粒子群算法,优化组合核相关向量机（SPGAPSO-CKRVM）. 使用SPGAPSO-CKRVM对车流量和车速进行预测,利用预测结果计算3个交通路况评价参数：平均车速、路段饱和度和交通流密度. 将3个参数输入到模糊综合评价模型中,通过熵值法确定高峰时段和平常时段的各指标权重系数,将路况划分为6个等级. 使用加拿大Whitemud Drive公路的真实数据进行验证,证明了该模型与传统方法相比具有更高的预测精度和扩展性,路况预测准确率达到90.28%.