基于实测数据的新型大跨度空间结构模型修正研究

空间网格结构通常是由相同或相似的子结构按照某种规则在三维空间范围内排列而成,由于组成结构的杆件相似、繁多且密集,致使结构具有较高的超静定次数,且频谱分布十分密集,这给空间结构的模态识别和模型修正带来了挑战。基于实测数据,首先运用ANSYS有限元软件建立精确的数值分析模型用于模型修正,同时通过实测手段采集到环境荷载激励下的结构温度数据和振动数据,继而采用频域分解法(FDD法)、自然激励技术联合特征系统实现算法(NEx T+ERA)识别出结构的模态频率和振型,最后通过混合优化算法修正结构节点刚度、杆件刚度和结构质量等参数来实现对结构有限元模型的修正。修正结果显示:该修正方法可大大缩减有限元模型模态频率与结构真实模态频率间的误差,达到了修正目的。     

随机子空间法在海上风电结构模态参数识别中的应用

频率、阻尼比等是海上风电结构动力分析的重要设计参数.但是,环境激励下海上风电结构实测振动响应噪声水平高、信噪比低,应用传统随机子空间方法(SSI)进行海上风电结构模态参数识别十分困难.对海上风电高桩承台基础进行现场测试,并对环境激励下海上实测数据进行模态参数识别,旨在获取结构频率及阻尼信息.为提升模态参数识别精度,应用奇异值分解技术实现模型定阶,模型阶次得到了合理确定;同时,应用稳定图分析技术,噪声模态得到有效识别.结果表明:结合模型定阶与稳定图分析技术,随机子空间法可以比较准确地获得环境激励下的海上风电基础结构的频率及阻尼信息.     

环境激励下房屋建筑的阻尼比识别

阻尼比的准确取值一直是结构动力分析的难点,由于阻尼机理非常复杂,对阻尼比的取值一般通过实测得到。传统的模态参数识别方法需要同时利用激励和响应信号,但对实际建筑结构,激励施加存在困难。探讨了基于环境激励下的模态识别方法,利用环境激励(如施工机械振动、风、车辆、行人、地脉动等)下的结构振动响应数据,采用随机子空间(Stochastic Subspace Identification)法,有效地识别实际建筑结构的模态参数的方法。工程实例的模态参数识别结果表明,该方法不仅能准确识别出结构的模态频率,还能相对准确地得到结构的模态阻尼比。     

大跨空间钢结构模态频率的温度影响监测与分析

研究大跨空间钢结构模态频率的环境变异性是准确把握结构动力特性的重要基础,本文分析了温度对结构模态频率的影响机理,并用网架结构数值模型进行了验证。利用奇异熵增量对随机子空间方法进行系统定阶,识别了不同环境温度下国家游泳中心大跨空间钢结构的模态频率,分析了温度与频率的关系。结果表明,大跨空间钢结构的竖向模态频率与温度负相关,低阶模态频率变化率大于高阶模态,并呈单调递减趋势。温度对大跨空间钢结构模态频率的影响不可忽视,在损伤识别等研究中应考虑环境温度的影响。     

基于监测信息的大跨空间钢结构模态频率温度影响分析

研究大跨空间钢结构模态频率的环境变异性是准确把握结构动力特性的重要基础,本文分析了温度对结构模态频率的影响机理,并用网架结构数值模型进行了验证。利用奇异熵增量对随机子空间方法进行系统定阶,识别了不同环境温度下国家游泳中心大跨空间钢结构的模态频率,分析了温度与频率的关系。结果表明大跨空间钢结构的竖向模态频率与温度负相关,低阶模态频率变化率大于高阶模态,并呈单调递减趋势。温度对大跨空间钢结构模态频率的影响不可忽视,在损伤识别等研究中应考虑环境温度的影响。     

大跨斜拉桥环境模态频率识别的最大熵法研究

大跨斜拉桥结构的振动特性随环境与运营条件的变化表现出时变的特征。本文对润扬大桥斜拉桥结构的实测加速度响应信号采用复模态指示函数法(CMIF法)进行了模态参数识别,在此基础上采用最大熵法对实测模态频率的不确定性进行了分析。分析结果表明,环境温度的变化对斜拉桥模态频率的影响是长期性的趋势,而交通荷载和风荷载对模态频率的影响则由于荷载的非平稳性呈现瞬时的颤动变化。采用最大熵法较好地改善了润扬大桥斜拉桥的环境模态频率识别效果,有效地减少了实测模态频率因车辆和风荷载随机因素影响的变异性。     

模拟环境激励下钢管混凝土拱桥模态分析

针对一钢管混凝土拱桥,通过白噪声信号模拟环境激励,结合随机子空间法获得拱桥模态参数,并和峰值法进行对比,说明环境激励下随机子空间法不仅能识别出结构的模态频率和阻尼比,也能准确提取结构的模态振型,适合大型复杂结构的模态分析。     

环境激励下钢筋混凝土梁模态参数识别研究

基于频域解(FDD)的模态参数识别理论,采用加速度计测量了钢筋混凝土梁的振动响应信息,研究了环境激励下钢筋混凝土梁结构的模态参数识别。通过与理论计算结果分析对比表明,基于频域分解的模态识别方法在环境激励下较好地识别出了钢筋混凝土简支梁实验试件的模态参数。该方法可用于环境激励下钢筋混凝土梁结构的模态参数识别。     

基于振型相关性的结构模态参数频域自动识别

环境激励下,频域分解法(FDD)具有良好的结构模态频率和振型识别能力,但识别过程中需要基于频率准则人为判断奇异值曲线的峰值,无法准确识别出现近频交叠或重频情况的结构模态参数,而且不能自动进行模态参数的识别。对此,提出了基于振型相关性的MAC-FDD模态参数识别方法,该方法能自动搜索目标模态所对应的频率范围,并利用反映实测振型与理论振型良好相关性的最大模态置信准则(MAC)值判断和识别结构真实振型。给出了该方法的具体实现过程,对平面桁架和空间网架算例进行了模态参数识别。结果表明,该方法能够准确识别出各阶模态频率和振型,可以有效避免模态遗漏,且具有很强的抗噪能力。该方法弥补了常规FDD的不足,适用于对频率密集或具有重频现象的空间网格结构的模态参数识别,且其过程便于编程实现。     

基于MATLAB的结构模态分析与损伤识别系统软件开发

为采集反应结构服役状况的相关数据,发现结构的损伤并评估其安全性,本文研究了空间网格结构健康监测系统的设计和具体实现方法,阐述了空间网格结构健康监测系统的基本组成和监测内容,将健康监测系统开发的重点放在数据处理、模态分析和损伤识别等模块上,成功地开发了一套基于MATLAB的结构模态分析与损伤识别系统(Structural Modal Analysis and Damage Identification System-SMADIS 1.0)。软件主要功能包括:环境振动实测数据的预处理、时频域数据分析、模态参数识别、结果后处理及振型动画显示、模型缩聚和实测振型扩充、有限元模型修正、有限元数据提取、损伤定位及评估等。结果表明:整个软件系统采用模块化的程序设计理念,具有功能全面、界面友好、灵活实用和可继承性等特点,值得在结构健康监测领域进行推广。     

地震反应谱、功率谱以及傅立叶谱关系探讨

时程分析法作为目前结构地震响应分析中最为精准的方法,其准确性在很大程度上依赖于地震波的选取。然而,目前可用的地震记录较少,此时人工合成地震动不失为一个合理的选择。人工地震波的合成有一个基本的要求:模拟结果能与目标反应谱符合得较好,这就要求对地震动的功率谱、傅立叶谱以及反应谱等有较清楚的认识。本文详细地阐述了地震动模拟中涉及到的反应谱、功率谱和傅立叶谱的概念以及三者之间的关系,并初步讨论了目前地震动模拟中存在的一些缺陷,展望了未来地震动模型的发展方向。     

结合幅度谱和功率谱字典的语音增强方法

从双路字典学习、噪声功率谱估计、语音幅度谱重构角度提出了一种改进的谱特征稀疏表示语音增强方法。在字典学习阶段,融合功率谱与幅度谱特征,采用区分性字典降低语音字典和噪声字典的相干性;在语音增强阶段,提出一种噪声功率谱估计方法对非平稳噪声进行跟踪估计;考虑到幅度谱和功率谱特征对不同噪声的适应程度不同,设计了语音重构权值表。对分别由幅度谱和功率谱恢复而来的两路信号进行自适应加权重构,结合相位补偿函数得到增强后的语音信号。实验结果表明,该方法在平稳、非平稳噪声环境下相比于单一谱特征的语音增强方法平均提高31.6%,改善了语音增强方法的性能。     

轨道不平顺谱经典谱计算方法的研究

针对轨道不平顺谱计算中经典谱估计方法进行了分析,并在简要介绍统计误差定义和分类的基础上将经典谱估计方法统计误差作了探讨分析,从而使轨道不平顺谱计算方法更加完善。     

基于海浪谱的风暴潮海浪数值仿真与功率谱估计

基于随机海浪的数学模型,采用改进的JONSWAP谱,以最高风暴潮位对应的有效波高和平均周期作为海浪谱的特征参数;利用谱分析法,通过MATLAB编程实现了风暴潮浪的数值仿真,模拟得到的风暴潮极值潮位与文献所给的试验数据较为吻合。最后,根据welch算法基本原理,利用MATLAB中的pwelch函数对海浪的仿真结果进行了功率谱估计,证明其仿真效果良好。     

地震动反应谱向功率谱转换的不同方法比较

利用孙景江迭代法将抗震设计规范中的设计反应谱转换成功率谱,然后,再用近似转化公式将目标反应谱转化成功率谱,和迭代法转化成的功率谱进行比较。分析表明,采用迭代法求得的功率谱其精度要比采用近似转化公式好,但近似转化公式在高频段的精度也能满足计算要求。     

基于相位差谱与幅值谱的人造地震动的反应谱拟合

首先,利用相位差分谱与非平稳强度包络线的相似关系确定地震动的相位角,根据速度谱与傅里叶幅值谱的形状相似来近似地震动的幅值谱,然后,通过在频域内调整傅里叶振幅谱的方法合成加速度时程.算例分析结果表明,该算法所得到的人工地震动时程对目标谱具有较好的精度.     

抗地震倒塌能力谱研究

应用基于IDA的倒塌易损性分析方法,定量评估了单自由度结构体系的抗地震倒塌能力,提出了结构抗地震倒塌能力谱的概念。抗地震倒塌能力谱由抗倒塌能力均值谱和离散度谱两部分构成,不仅可用于估计结构在不同超越概率地震作用下的倒塌率,还可根据罕遇地震/特大地震作用下的倒塌率目标,建立基于倒塌率目标的抗震设计方法。由于传统抗震设计的R-μ-T谱未考虑结构的倒塌状态,因此,建议采用R-μ-T谱和抗地震倒塌能力谱分别折减设防地震和罕遇地震/特大地震作用下的弹性地震作用需求,以实现"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震设计目标。     

时问相关的行波反应谱

通过对地震行波效应的研究，推导了时间相关的行波反应谱，并对行波反应谱的应用前景进行了展望，指出行波反应谱比传统的做法更为合理、经济，值得推广应用。     

孤独症谱系障碍的研究进展

本文以《精神疾病诊断与统计手册》为基础,对孤独症谱系障碍的诊断起源、病因和治疗3个方面进行综述。未来孤独症谱系障碍的研究仍任重而道远,明确孤独症谱系障碍的病因,完善诊断康复服务体系刻不容缓。     

Earthquake response spectrum analysis of offshore platforms

Response spectrum techniques for multi-component seismic analysis of steel template offshore platforms are evaluated. The dynamic characteristics of the structures taking into account the added masses of water and piled support conditions are modelled from practice. Comparison is made between various modal summation rules SRSS, API, CQC and different directional summation rules SRSS, SUM, MCQC. The problem of a residual mode and its effect on support design is also investigated.