基于监测数据的大跨度悬索桥频率与环境条件的相关性模型

基于环境条件变化会导致桥梁结构模态参数发生改变,从而导致基于动力特性测试的损伤诊断出现误判等问题,对江苏润扬大桥悬索桥的模态频率与环境条件长期监测数据进行处理,采用改进BP神经网络构建实测模态频率与温度、风速及车辆荷载的相关性模型。在此基础上分离环境条件变化对频率的影响,并采用假设检验的方法提出结构损伤预警方法。研究结果表明:基于提前停止技术和贝叶斯正则化技术的改进BP神经网络模型具有良好的泛化能力,可以有效地消除模态频率的环境变异性;采用t检验的方法识别出江苏润扬大桥悬索桥第5阶和第6阶频率的0.16%和0.12%异常变化,具有较强的损伤敏感性,适用于悬索桥结构的在线状态监测和预警。     

润扬大桥悬索桥小波包能量谱识别的环境变异性

对润扬大桥悬索桥结构的实测加速度响应进行了小波包分析,详细地考察了环境激励下悬索桥实测小波包能量谱的环境变异性.分析结果表明,实际环境条件(交通荷载、环境温度和台风荷载)与悬索桥实测小波包能量谱存在较为明显的相关性,主要表现为环境温度的变化对小波包能量谱的影响是长期性的趋势,而交通荷载的影响则由于荷载的非平稳性呈现瞬时的颤动变化.实测数据的分析结果进一步表明,环境温度和台风作用对于小波包能量谱的影响规律存在着较为明显的差异.相比模态频率而言,利用小波包能量谱可以更敏感地发现大跨悬索桥结构的振动特性变化.因此,基于小波包能量谱的结构损伤预警参数更适合于环境振动测试下的大跨悬索桥整体状态监测.     

损伤识别的模态数据异常值分析方法

为探讨通过实测模态数据识别混凝土梁损伤的可行性,采用异常值分析方法,提出了通过判断实测低阶模态参数是否偏离正常状态来确定结构是否发生损伤的单参考点方法。针对结构状态连续监测的情况,提出了更具鲁棒性的逐次参考点异常值分析方法。预制了一根16m长的钢筋混凝土梁,并对健康状态和多种已知人工损伤状态下的梁结构进行了实验模态分析。实验数据的异常值分析结果表明:基于模态数据异常值分析的损伤识别方法,不仅能识别出钢筋混凝土梁的损伤,而且对损伤还很灵敏,甚至能检测出小于1%的微小损伤;逐次参考点分析方法能追踪钢筋混凝土梁累积损伤的过程。     

润扬大桥斜拉桥模态频率识别的环境变异性

为了研究大跨斜拉桥振动特性的环境时变特征,对润扬大桥斜拉桥的实测加速度响应进行了模态参数识别.采用峰值法识别了润扬大桥斜拉桥的主要模态频率,并详细地考察了日常运营条件下实测模态频率的环境变异性.分析结果表明,实际环境条件(交通荷载、环境温度和台风荷载)与斜拉桥实测模态频率存在较为明显的相关关系,主要表现为环境温度的变化对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.环境激励下润扬大桥斜拉桥整体振动的模态频率在1天内可以发生约1%～4%的变化,其日平均值在1年中可以发生约1%～2.5%的变化.     

长输管道悬索跨越结构损伤的试验模拟与识别

结构的损伤会导致结构模态参数的变化,通过获取不同损伤模式下结构的模态参数并经过分析对比,可实现对结构的损伤模式识别.为此,针对咸阳至宝鸡天然气输气管道工程的渭惠渠悬索跨越结构,制作了缩尺比例为1∶8的悬索桥模型结构,针对悬索桥模型结构进行了完好状态和3种基本损伤模式状态下的输入白噪声和地震波的振动试验研究,得到了多组长输管道悬索桥模型结构在完好状态和不同损伤状态下的频率参数;且采用目前广泛应用的神经网络BP网络实现了对长输管道悬索桥完好状态和3种主要损伤模式的识别.     

自适应卡尔曼滤波在供水管网爆管预警的应用

根据Supervisory Control and Data Acquisition （SCADA）系统异常监测值能及时预警供水管网爆管,但由于用水周期变化、随机波动及监测误差,导致实际中很难预警较小爆管。针对该难题,开展了基于自适应卡尔曼滤波的供水管网爆管信号识别研究,提出将历史监测数据按用水周期分解,采用自适应卡尔曼滤波结合平均低通滤波对管网供水量进行实时估计,根据监测值与估计值的差,预警爆管、估算爆管流量。分别采用仿真数据与实测数据验证所提出方法,结果表明,所提出方法可用于实际供水管网爆管预警;对所采用实测数据,爆管预警精度约为最大时水量的9%;此外,实际爆管预警精度主要取决于用水量本身的随机波动,同时与监测数据采样频率相关。     

温度对桥梁动力特性的影响研究

摘要：环境因素（如温度和行车荷载等）变化会引起的结构动力特性的变异,因此,在基于振动的结构健康监测和损伤识别技术中,如何区分环境因素变化与结构损伤所引起的结构动力特性的变异性,并量化环境因素对结构动力特性的影响显得非常必要。本文在吉昌特大桥通车前对其主桥和引桥的动力响应和温度分别进行了测试。首先,用模态自动识别程序识别得到两座桥的前三阶模态。其次,得出箱梁桥的前三阶模态频率和T型梁桥的第三阶模态频率与温度具有显著的负相关性的结论。最终,分别建立了两座桥的动力特性与温度之间的线性回归模型。     

基于随机子空间法的结构模态参数自动识别方法

为解决随机子空间法在稳定点自动分析方面存在的抗噪能力不足问题，提出了一种新的自动化识别方法.首先，采用协方差驱动的随机子空间法，按照新的定义方式输出稳定点.其次，采用改进的OPTICS算法对稳定点进行清洗、聚类.然后，采用基于频率中值的自适应合并方法，对未完全合并的簇进行有效聚合，并以簇中值作为模态参数的代表值，实现完全无人工干预的自动化模态识别.最后，以Lysefjord悬索桥模型为例进行模态识别，验证该方法的可行性.结果表明：所提方法在实现自动化的同时，具有较高的精度，频率值最大误差仅为1.926%,且在各程度噪声干扰下都能以较高的成功率自动、准确地识别模态参数，相比于对照方法，其鲁棒性优势明显.     

考虑主塔刚度影响的三塔自锚式悬索桥竖弯频率计算公式

为方便计算多塔自锚式悬索桥的竖向自振频率,基于最简单的多塔自锚式悬索桥形式——三塔自锚式悬索桥,考虑主塔刚度对振动频率的影响,应用Rayleigh法,推导了1阶反对称和正对称竖弯振动频率计算公式,并提出主塔刚度影响系数的表达式。公式的精确性采用缩尺模型的模态测试结果和实际桥梁的数值分析结果进行验证。研究结果表明:主塔刚度对于三塔自锚式悬索桥的竖弯刚度影响较大,进行频率计算时不可忽略;影响程度可以通过给出的主塔刚度影响系数计算公式进行计算;公式计算结果与模态识别结果和数值分析结果的误差率均在3%以内,表明给出的公式具有较高的计算精度。     

大跨度斜拉桥模态参数识别时频方法对比研究

利用苏通大桥结构健康监测系统(SHMS)记录的台风期间大桥加速度响应,分别基于希尔伯特-黄变换(HHT)和小波变换(WT)方法对该桥进行了模态参数识别,并将2种识别结果进行对比.在此基础上,进一步研究了模态阻尼比与桥址区实测平均风速的关系.结果表明:基于HHT和WT方法识别出的模态频率值基本一致;模态阻尼比差距较大,基于HHT方法识别的阻尼比均值略大于基于WT方法的识别结果;基于HHT和WT方法识别的模态阻尼比随风速的变化趋势类似.     

H-矩阵新的充分条件

利用广义α-对角占优矩阵,给出了H-矩阵的几个充分条件,深化和改进了以前的一些结果. 最后,用数值例子表明该文方法的优势.     

半质环的交换性条件

通过对正则元、幂零元、中心多项式性质的研究,得到了半质环的一个交换条件,该结果是许多结果的集中归纳和推广,并利用行列式证明了该结果的一个平行结论.     

车辆转向工况准确模拟方法研究

 以虚拟轮胎与地面间的相互作用力为思路,构建由电动助力转向系统、转向阻力矩加载装置及测控系统组成的车辆电动助力转向系统(EPS)试验平台,研究车辆转向工况的准确模拟方法。设计双闭环实时控制策略,以提高力矩加载装置伺服电机的力矩输出精度,并从软件、硬件层面设计伺服电机防超程控制策略,以保障试验平台应用过程的安全性。对某乘用车原地转向工况进行EPS 试验平台模拟试验,并对试验平台控制系统的实时性进行硬件在环试验,结果表明,设计开发的控制系统及其控制算法能够满足实时性、准确性要求,实现了车辆转向工况在EPS 试验平台上的准确模拟,可为车辆EPS 控制器的开发、调试提供良好的试验环境。     

Unimodular引力中的衔接条件

通过要求度规是引力场方程有效的分布解,在Unimodular引力下导出了当时空被一张非类光超曲面分割成两个区域时,度规所需满足的衔接条件.这些衔接条件可被用于塌缩星、可穿越虫洞或其他带壳物体的研究.与很多修改引力理论不同,本研究结果表明:Unimodular引力中非类光超曲面上的衔接条件与广义相对论中的完全相同,不变体积形式对其并没有额外的贡献.     

蓝莓色素提取条件的研究

运用RAPIDASE(R) INTENSE果胶酶以提高蓝莓果的出汁率,提高蓝莓色素的得率.通过正交试验确定了乙醇浸提法提取蓝莓色素的最佳提取条件:70%的乙醇溶液为提取剂,提取温度为30 ℃,提取时间为2 h,料液比为1:10.在此条件下,色素得率为4.8%.     

非奇异H矩阵的充分条件

从矩阵的元素出发,给出了非奇异H矩阵的新判据, 改进和推广了一些相关结果, 并用数值例子说明了结论的有效性.     

非奇异H-矩阵判定的充分条件

给出了非奇异H-矩阵判定的充分条件,并用数值例子说明了结果的有效性。     

污泥减量化条件的优化

将取自城市污水处理厂的活性污泥接种在人工模拟废水中,待性质稳定后进行序批实验,通过混料实验的设计方法研究Cu2+、Zn2+和pNP(对硝基酚-pNP)联合使用对污泥增长率的影响.结果表明,当Cu2+、Zn2+、pNP的浓度分数分别为0.492 9、0.400 0和0.107 1,相应地其实际浓度分别为4.93mg.L-1、4.0 mg.L-1和1.07 mg.L-1时污泥增长率为0,抑制剂和解偶联剂的联合使用可有效减少剩余污泥的产生.     

光合细菌的生长条件

对光合细菌的生长条件进行了较系统的研究与观察,发现温度、照度和pH值影响光合细菌的生长,并且三者之间又相互制约.实验结果表明,温度为30℃,照度为2 250 lx,pH值为7～8时光合细菌的光密度最大,生长态势最好.