基于HHT的非线性结构系统识别研究

本文研究基于HHT的多自由度非线性结构系统识别方法。首先通过EMD分解得到结构的非线性模态(NNM),然后对非线性模态进行H ilbert分析,识别出结构的瞬时特征参数(瞬时振幅、瞬时固有频率等),进而由各参数间关系识别出非线性结构的类型。最后通过一个具有非线性刚度的两自由度剪切型建筑结构的数值模拟验证了该方法的有效性。     

基于多尺度线调频基稀疏信号分解的线性时变SDOF系统参数识别

对于参数时变的SDOF系统,提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的参数识别方法。该方法能将SDOF系统的强迫振动响应自适应地分解为稳态响应和瞬态响应。从系统的稳态响应可得到外部激振力的频率估计;对系统的瞬态响应用多尺度线调频基稀疏信号分解方法进一步分解,可得到系统的瞬时频率估计,进而可得到系统的刚度和阻尼,从而实现对SDOF系统的参数识别。刚度线性变化、刚度突变与刚度周期缓变3种情况下的参数识别仿真算例表明,本文方法能有效识别线性时变SDOF系统参数,具有重要的工程应用价值。     

基于峰值位移均值识别非线性结构的损伤

目前对结构进行损伤识别的方法大多基于结构振动信号的变化而进行,不同振动信号在不同环境下的损伤识别能力各不相同。为验证振动信号在随机环境下的的识别效果,以随机振动理论为基础,针对非线性结构的损伤识别问题,提出了利用结构峰值位移均值进行损伤识别的新方法。该方法不需要结构损伤前的模态参数。通过对两种不同类型非线性结构的数值模拟分析,对该方法进行了验证。结果表明,该方法能够有效识别结构的单处损伤、多处损伤以及损伤程度,充分显示了该指标检测损伤的准确性和敏感性。     

基于正交分解的非线性结构外荷载识别方法研究

提出一种基于切比雪夫正交分解的非线性结构外荷载识别方法及分解阶数确定办法。在识别过程中建立非线性结构体系状态空间方程,并将切比雪夫正交多项式展开系数扩展于状态量,对状态量进行递推估计。通过结构反应频域分析筛选频率范围并确定正交多项式项数。文中将通过6层隔震结构、波形钢腹板PC组合梁桥的数值仿真和3层隔震框架的振动台试验验证所提基于正交分解的荷载识别方法可行性。研究结果表明,基于切比雪夫正交基分解的外荷载识别方法及正交基项数确定方法,适用于非线性结构的荷载识别。从识别效果上看,即使在噪声及模型误差因素的影响下外荷载仍然能够得到较好的识别。     

基于等效单自由度体系的结构地震输入能量的研究

通过对多自由度体系结构在地震作用下的能量分析,考虑地震动因素和结构自身特性,提出一种框架结构地震总输入能量的简化求解方法.实例计算结果表明:基于等效单自由度体系来估计多自由度体系的地震总输入能,是一种计算简便且较为准确的方法.     

地基-非线性结构相互作用体系的主共振与分叉

本文考虑上部结构的恢复力为双线型模型,地基上简化为集中参数模型,运用平均法研究相互作用体系的主共振,得到主共振的定数解并讨论其稳定性。文中导出相互作用体系的分叉方程,并根据厅异性理论给出开折参数平面下的分叉图和转迁集,讨论不同物理参数域内系统的振动行为并通过算例得到一些定性的结论。     

考虑空间效应的非线性结构主共振分析

本文针对考虑空间效应非对称刚度的单层结构，利用能量法得到了结构水平侧移和扭转相耦合的振动方程，采用多尺度法研究了侧移刚度和扭转刚度之间有某一关系时的主共振，分析了结构主共振的定常解并且讨论了其稳定性，通过算例分析得到了考虑空间效应时结构的一些有益的结论。     

地基-非线性结构相互作用体系的 超谐和亚谐振动

本文对上部结构的以线型恢复力进行最小二乘法拟合，得到类似于Duffing振子的恢复力曲线模型，地基上简化为集中参数模型，运用多尺度法研究地基－结构相互作用体系在强激励下当频率接近结构的三分之一固有频率（超谐共振），三倍固有频率（亚谐共振）时的非线性动力行为，并通过算例得到了异频振动时一些有益的结论。     

基于小波方法的多自由度体系地震动输入能量研究

对多自由度体系应用小波分解的地震激励,将地震动总输入能量表示为不同频段地震动输入能量的叠加.与单自由度体系相比,多自由度体系应用小波分解会产生较大的误差,这并不影响研究小波分解后各频段对单一固有振型输入能量的贡献.这样可以从频率的角度分析多自由度体系的地震动输入能量.     

基于结构能量分析的抗震设计新方法的研究

概要介绍了多自由度结构能量分析方法，根据单自由度体系得到的输入能量谱，研究分析了多自由度与单自由度输入能量和耗能的等效性问题，并对一座钢筋混凝土框架结构算例进行了能量计算，对计算结果进行了分析，为能量分析设计方法应用于结构抗震设计进行有益的探索。     

基于偏最小二乘线性求解的结构损伤识别

基于模态参数化线性求解结构损伤的识别方法在工程中具有较为广泛的应用。然而,在噪声的干扰下,当结构可测量的模态阶数较少时,利用该方法求解的结果会出现大量的虚假损伤,严重扰乱真实的损伤信息。针对此问题,引入了一种基于偏最小二乘多线性回归建模的方法来对损伤识别结果进行降噪处理。通过对损伤结构的频率和振型信息添加一定水平的噪声干扰,分析确定结构单元的损伤参数,并利用偏最小二乘法重构线性方程组。同时,选择识别结果较为稀疏的解作为标准样本点,利用奇异值分解法回代求解结构的损伤参数。以桁架模型为例的数值模拟结果表明,在噪声干扰下,该方法与传统最小二乘法和奇异值分解法相比,不仅损伤识别结果准确,而且能够最大程度抑制虚假损伤的产生。     

考虑非对称效应的非线性结构超谐共振与亚谐共振

本文将考虑空间效应非对称刚度的单层结构简化为三个自由度体系，用多尺度法研究了体系在强激励下的超谐共振与亚谐共振时的动力行为，通过算例分析得到一些不同于线性结构的结论，为结构非线性抗震分析提供了途径。     

基于非局部均值的锥束CT序列切片去噪方法

根据锥束CT系统噪声的特性和序列切片图像的特点,提出了一种基于非局部均值的锥束CT序列切片去噪方法,给出了滤波度的定义。利用少量切片图像建立起滤波参数h与滤波前图像背景区域标准差、方法噪声图像结构区域标准差的关系,并在滤波度一致性的条件下得到滤波参数h与滤波前图像背景区域标准差的关系,由此可计算出每幅切片图像的h,使整个序列切片图像的滤波度保持基本一致。实验结果验证了该方法的有效性和可行性。     

地基-非线性结构相互作用空间效应的超谐和亚谐共振研究

建立了考虑空间效应的无质量基础-地基-结构相互作用模型,将模型简化为三个自由度体系,得到了考虑结构水平侧移和扭转位移相耦合的振动方程,用多尺度法研究了体系在强激励下的超谐共振和亚谐共振行为,通过算例分析得到了一些不同于线性体系的结论,为结构非线性分析提供了更深刻的理论依据。     

基于超声导波的埋地管道损伤识别研究

为研究超声导波对充水埋地管道局部损伤识别的可行性。根据Navier空心管理论得到充液埋地管道的频散曲线,并通过压电传感器阵列激励超声导波,对具有轴向单缺陷以及双缺陷的管道进行损伤检测。根据端面回波信号得到波速,利用缺陷回波的出现时间确定损伤位置。结果表明:通过缺陷回波计算得到的单缺陷和双缺陷位置与设计值相符;缺陷回波信号峰值随着损伤程度的增大而增大,且缺陷的试验值与理论值误差均小于3%。说明基于超声导波可以实现充水埋地管道的轴向损伤定位。     

基于多尺度卷积神经网络的结构损伤识别研究

为了利用结构振动响应的时间多尺度特征来提升卷积神经网络识别结构损伤的能力,给出了两种用于结构损伤识别的多尺度卷积神经网络,即多尺度输入和多尺度卷积核卷积神经网络.对于多尺度输入卷积神经网络,将通过下采样和滑动平均获取的具有不同时间尺度特征的振动信号输入固定尺寸卷积核的分支卷积神经网络;对于多尺度卷积核卷积神经网络,则将...     

基于改进蚁群算法在面波频散曲线反演中的应用

为快速准确的反演得到近地表地层结构,将一种新颖而强大的非线性算法——蚁群算法引入到瑞雷波频散曲线领域,并对其进行相应的改进,改进蚁群算法的优点是运算效率快、精度高、算法简单、灵活易于实现,需要调节控制参数也较少。文中分别在无噪声\,含噪声以及实测数据进行反演测试,通过模型数据和实测数据表明,应用于瑞雷波反演中的改进蚁群算法在收敛速度与收敛精度之间能达到良好的平衡,所得解具有较高可信度。而且算法为促进所得解快速收敛到全局最优,在搜索中分全局搜索与局部搜索两个方式进行,能够有效地避免局部最优解产生。借助人工合成的瑞雷波数据以及真实观测数据,验证了改进蚁群算法在反演近地表剪切波速度时的有效性和通用性。此外,文中与遗传算法进行比较,得出改进蚁群算法具有高效性和高精度性的优点。     

基于复振型分解的多自由度非线性体系动力可靠性研究

提出了基于复模态理论的多自由度非线性体系动力可靠性分析方法。该方法首先采用等效线性化的方法处理体系的非线性问题,然后采用复模态分析处理非经典的等效线性阻尼矩阵,将具有非经典阻尼的等效多自由度线性体系按复振型分解,将多自由度体系的随机反应分解为一系列一阶体系的复模态反应,从而求得体系的随机反应,最后进行体系的动力可靠度计算。通过算例验证,表明该方法概念明确、思路清晰,为一般多自由度非线性体系提供了一个普遍适用的动力可靠性分析方法。