基于Poisson过程的桥梁交通激励模型

本文提出了一种基于Poisson过程的桥梁交通激励模型,给出建立这种激励模型功率谱密度矩阵的方法:首先应用动力节点加载方法,将移动荷载转化为等效的节点荷载,然后对过滤的泊松过程应用坎贝尔定理。数值分析表明:机车按正常稳定的速度行驶,此种荷载模型可以反映桥梁交通激励的空间相关性,而应用传统的交通激励模型白噪声作为假设激励模型识别移动荷载作用下桥梁的结构特性时,会导致错误结果。     

一类非线性振动Duffing方程的精确解

针对单自由度自治系统中常见的一类非线性振动Duffing方程,在没有任何假设和近似的前提下,引入anstz,利用一个2阶常微分方程及其解,经过等价变换,给出了该类方程的精确解法。本文以软弹簧型Duffing方程为例,通过将解回代原方程,证明了解答的正确性。还讨论了不同初始条件下软弹簧型Duffing方程精确解的形式。研究表明:该方法还可应用于其它非线性振动Duffing方程的求解。     

建筑结构与控制系统并行设计研究

针对随机激励下的以结构参数为变量、以控制输入力最小化为优化目标的建筑结构和控制系统并行设计问题,设计了一种基于线性矩阵不等式工具的并行优化算法。该算法在以下2个方面突破了现有算法的局限性:①将质量矩阵纳入优化变量,拓宽了优化范围;②采用凸化势能函数处理将控制引入结构设计导致的非凸约束,大大降低了算法复杂度。算例分析显示该算法能有效提高建筑结构的设计效能。     

桥梁在移动荷载作用下动力学响应的广义多辛算法

基于多辛算法的基本思想,针对描述车桥耦合问题动力学方程提出了广义多辛算法理论,并应用于求解该动力学方程.数值算例结果表明利用广义多辛算法求解车桥耦合问题动力学方程的精度明显高于NewMark算法和精细积分方法,同时也表明广义多辛算法与多辛算法一样具有长时间的数值稳定性.     

组合网架系统迭代优化设计方法

结合有限元分析和最优技术给出适合工程应用的组合网架优化设计方法。应用该方法对一现有算例进行最低材料费用为目标的结构优化设计,实现了大幅度降低优化设计计算时间和获得比现有优化设计方法更能节省材料。降低造价的结果．     

薄壳屋盖的造型优化设计研究

以薄壳结构整体应变能最小为目标，建立了薄壳屋盖的形状优化与拓扑优化模型，并提出了薄壳屋盖形状优化与拓扑优化的的求解方法。最后给出了一薄壳屋盖造型优化设计的实例分析。     

基于自适应概率神经网络的损伤模式识别研究

在传统的概率神经网络(PNN)的基础上,提出了通过Gap-Based方法初步估算平滑因子σ,并以遗传算法优化σ参数集的自适应概率神经网络(APNN)模式分类识别方法.以桥梁健康监测委员会提出的两跨桥梁Benchmark模型为例,通过将小波包分解结构在正弦激励和交通激励载荷模型下的动力响应信号的能量特征向量作为网络的输入样本,利用APNN进行了损伤模式进行识别.结果表明, APNN不仅识别精度高和抗噪性能好,而且还能用于输入特征向量参数筛选和降维,提高学习效率和识别精度.     

基于LMI的建筑结构与控制系统并行算法设计

针对随机激励下的以结构参数为变量、以控制输入力最小化为优化目标的建筑结构和控制系统并行设计问题，设计了一种基于线性矩阵不等式工具的并行优化算法．该算法在以下两个方面突破了现有算法的局限性：将质量矩阵纳入优化变量，拓宽了优化范围；采用凸化势能函数处理将控制引入结构设计导致的非凸约束，大大降低了算法复杂度．算例分析结果显示该算法能有效提高结构设计效能．     

基于Hilbert-Huang变换与理想带通滤波器的系统识别

针对经验模态分解存在模态混叠现象,提出基于Hilbert-Huang变换与理想带通滤波器的系统识别方法。该方法利用傅里叶变换得到结构加速度响应频响函数,粗略估计固有频率范围,通过半功率带宽法设计理想带通滤波器,定量化确定通带带宽,使信号在经过滤波器后频域内零相移,同时不改变其幅值谱。结构响应通过指定频带的理想带通滤波器产生若干窄带信号,利用经验模态分解获取结构模态响应,经Hilbert变换构造模态响应解析信号,并通过线性最小二乘拟合提取结构模态参数与物理参数。结果表明:半功率带宽法可实现带通滤波器频带的定量化设计,理想带通滤波器的零相移特点较好契合Hilbert-Huang变换用于系统识别的要求,两者结合可有效地解决模态混叠现象,减少虚假模态,大大提高结构系统识别精度。     

基于逆有限元的应变模态损伤检测方法

基于光纤光栅传感器(fiber Bragg grating,简称FBG)逆有限元方法(inverse finite element method,简称iFEM),仅利用有限测点的应变数据进行全域应变场重构,得到近似完全测量应变模态,提高了直接采用实测应变数据来构建应变模态损伤指标的实用性。利用基于损伤应变模态差分原理的损伤指标法,只需用损伤后应变模态数据即能定位损伤,并给出了损伤指标数学模型。计算结果表明,基于光纤光栅传感器和逆有限元方法可以快速进行全域应变场重构,为基于应变模态的损伤检测提供数据保障,而应变模态差分曲线只在损伤处发生剧烈变化,损伤程度不同,曲线突变程度略有不同但规律一致。最后以某板的实验结果证明了该方法的有效性。