Multi-scale damage analysis for a steel box girder of a long-span cable-stayed bridge

Accurate evaluation of the effect of possible damage in critical components on the dynamic characteristics of a structure is of critical importance in developing a robust structural damage identification scheme for a long-span cable-stayed bridge. The strategies of finite element (FE) modelling of a long-span cable-stayed bridge for multi-scale numerical analysis are first investigated. A multi-scale model of the Runyang cable-stayed bridge is then developed, which is essentially a multi-scale combination of a FE model for modal analysis of the entire bridge structure and FE sub-models for local stress analysis of the selected locations with respect to the substructuring method. The developed three-dimensional global-scale and local-scale FE models of Runyang cable-stayed bridge achieve a good correlation with the measured dynamic properties identified from field ambient vibration tests and stress distributions of a steel box girder measured from vehicle loading tests, on the basis of which the effectiveness of some damage location identification methods, including a modal curvature index, a modal strain energy index and a modal flexibility index, are evaluated. The analysis results show that the effect of the simulated damage in various components of the steel box girder on the dynamic characteristics of a long-span cable-stayed bridge should be properly considered in structural damage analyses using multi-scale numerical computation.     

树形管结构多维相贯节点承载力非线性分析

为研究树形管结构柱复杂节点的承载力和破坏特征,结合某工程的14管相贯节点,从受力、工艺和经济性出发,进行了混尺度条件下的精细化非线性数值分析.在牛顿-拉普森方法中引入微动力阻尼系数抑制次生动力,考虑了主管局部加厚、内环板加劲、多管相贯内部区域焊接与否、材料撕裂等因素,研究了节点极限承载力与破坏模式,提出了节点加强的构造参数,比较分析了节点加强构造方式的工艺性.研究还表明,经合理加强的焊接型复杂相贯节点承载力较高,可替代铸钢节点,为设计提供了参考.     

二维多尺度颗粒材料受压性能数值模拟

颗粒材料的宏观力学行为是微观单个颗粒之间相互作用的结果。本文采用多尺度研究方法对已有试验进行了数值模拟,即在微观尺度下,采用离散元方法(DEM)对代表性结构单元(Representative Element Volume(REV))进行建模计算,在宏观尺度下采用有限单元法(FEM)进行求解。对FEM模型中高斯点处REV施加某一给定加载历史,采用均质计算方法获得REV全局应力张量,通过该应力张量推导FEM在每个高斯点的刚度矩阵,从而推导颗粒材料宏观数值本构响应。本文同时考虑了孔隙率,加载速度对压缩效率的影响。     

基于森林景观恢复策略的庄园遗产景观设计探寻——以荷兰海德兰省巴克塞比克地区为例

庄园遗产景观是指包含花园和农业用地的历史乡村庄园集群。在气候变化、工业发展和快速城市化的背景下,庄园遗产景观正面临水生态环境失衡、空间碎片化和文化特征消失等挑战,而这些挑战只能从区域规划尺度去应对。以荷兰海德兰省巴克塞比克地区为例,在考虑地方景观异同的同时,以景观自身特性为基底,结合未来发展趋势,进一步诠释了一种旨在提升庄园遗产景观韧性的多尺度景观设计方法。发现森林砍伐为地域空间变化的主要因素之一,它对水系统与生态多样性造成了负面影响。基于在区域尺度上对庄园遗产景观历史发展的分析,森林景观恢复(FLR)作为主要设计策略,旨在从不同尺度上对“退化的”景观进行生态功能修复并提升人类福祉。这种新的空间设计方法将在不同尺度上促进文化遗产景观发展。     

基于多尺度分析的遥感变化检测

面向对象的高分辨率遥感影像变化检测中,分割尺度选取的合适与否是影响检测精度的关键因素之一.针对尺度问题本文提出一种基于多尺度分析的遥感变化检测方法.首先利用易康软件的插件ESP2工具进行最佳尺度估算,对影像中目标地物识别进行最佳分割尺度分析,获得各影像的最佳分割尺度;然后将前后时相影像叠置,生成子对象,在子对象中利用结...     

基于多尺度Fourier-Mellin变换的末制导目标跟踪

针对光电成像末制导阶段目标尺寸迅速增大且可能伴有旋转的稳定跟踪问题,采用了一种基于多尺度Fourier-Mellin变换的目标跟踪方法.根据高斯尺度空间理论和Fourier-Mellin变换,构造了基于多尺度Fourier-Mellin的图像变换参数估计策略.利用平均绝对差分匹配准则对模板和待匹配图像进行图像匹配,当匹配误差过大时,基于多尺度Fourier-Mellin变换进行模板参数估计,求出模板与当前目标之间的尺度和旋转变换参数,并利用双线性内插调整模板,求得目标匹配位置,对模板进行刷新.仿真结果表明,该算法能够适应末制导阶段目标尺寸的急剧变化,实现对目标的稳定跟踪,其跟踪精度和稳定性优于传统方法.     

基于多尺度排列熵的铣削颤振在线监测方法

排列熵是系统复杂性和规则性的一种测度,具有概念简单、稳健和计算速度快等优点。考虑到单尺度排列熵在反映铣削力信号特征方面的不足,通过试验分析提出基于单尺度排列熵和尺度4排列熵作指标的铣削颤振在线检测方法。通过试验验证,所提出的方法能有效地检测铣削颤振。同时基于多尺度排列熵的方法对于铣削力信号采集过程中的噪声、工艺参数变化等不敏感,因此这种方法适用于实际工业生产中的在线铣削颤振监测。     

多尺度多传感器融合算法在微机电陀螺数据处理中的应用

微机电陀螺以其成本低廉、安装方便而受到了人们的广泛重视,但人们期望其零偏稳定性能够进一步提高。多尺度多传感器融合算法是对陀螺仪输出的信号首先进行Kalman滤波;然后将多个陀螺的输出数据进行小波变换,在对应的尺度上将陀螺仪输出数据的小波变换系数进行数据融合,得到组合陀螺仪的各个尺度的小波变换系数;然后通过逆小波变换得到组合陀螺仪的输出信号。实验结果表明：经过将3个陀螺仪测量结果进行多尺度数据融合后的零偏稳定性比单个陀螺仪提高了一个量级,有效提高了微机电陀螺仪的精度。     

基于RELAP5和FLUENT的多尺度耦合分析方法研究

基于二次开发得到的铅冷快堆一维系统程序RELAP5_LEAD和三维计算流体力学程序FLUENT,利用动态链接库技术和FLUENT用户自定义函数,开发了多尺度耦合分析程序RELAP5/FLUENT。在单相范围内,分别利用耦合程序RELAP5/FLUENT开展简单铅冷串联管道的瞬态流动和传热模拟、简单铅冷闭式回路的瞬态流动模拟,并与RELAP5_LEAD计算结果开展Code-to-Code对比分析。研究结果表明,RELAP5/FLUENT计算结果与RELAP5_LEAD模拟结果吻合良好,耦合程序的开发取得了初步成功,可用于分析铅冷快堆堆内的复杂三维热工水力现象。     

基于形态学双梯度算子的图像边缘检测

在数学形态学基础上提出了一组新的形态学双梯度算子,把它们用于图像边缘检测,适当选取结构元素,得到了在有噪声,和没有噪声的条件下都较好的效果;并把结果与其他检测效果做了比较,实验验证了该组形态学双梯度算子的可行性和有效性。