轨道交通动态杂散电流干扰及傅里叶分析

对轨道交通动态杂散电流产生机理和特点进行分析,针对杂散电流动态特性及现场测试的干扰因素,引入傅里叶分析对数据进行处理。对上海某段与轨道交通平行敷设的燃气管道进行管地电位测试,利用傅里叶变换对数据进行频谱分析和滤波处理。所测管道受到来自轨道交通运行和50Hz交流电的杂散电流干扰,轨道交通运行是主要干扰源,管地电位波动与轨道交通运行具有一致性。分析结果表明了傅里叶分析对城市动态杂散电流干扰数据处理的有效性。     

梦魇唤醒系统的特征信号分析

本文为了研究给人类带来困扰的梦魇的自主唤醒的特征信号。通过比较梦魇发生时产生的各种信号,确定自主唤醒的呼吸音信号作为特征信号。提出呼吸节律提取法,提取出有用的呼吸信号,滤除噪声信号。利用类周期法对采集到的呼吸信号进行呼吸节律的分析,运用COOL EDIT录制模拟梦魇时的粗重呼吸音信号和正常的平稳呼吸音信号,应用MATLAB软件对两种呼吸音信号做短时傅里叶变换,进行频域对比分析。获得了呼吸信号的节律范围是3~6s,粗重呼吸音信号的频率是0~300Hz,幅值为50~220m V。通过确定的粗重呼吸音信号的节律、频率、幅值范围,可以进行特征信号的提取。     

不同频域范围对水平接地体的雷电冲击响应特性的影响分析

雷电流可分解为不同的频率分量,目前对于雷电流各频域范围与冲击响应电压之间的对应关系还缺乏相应的研究。在CDEGS中建立土壤电阻率500Ω·m下的100 m长水平接地体模型,利用MATLAB计算研究2.6/50μs雷电流中各频域范围对100 m长水平接地体的冲击电压幅值及幅值时间的影响,研究了将雷电流通过傅里叶变换分解为一系列的离散频率,计算接地极在各频率下的响应电压,再通过傅里叶反变换合成得到雷电流冲击响应电压波形的方法。并通过与CDEGS仿真的雷电流冲击响应电压波形对比分析,证明该方法可用于计算雷电流作用下接地极的冲击响应电压。研究发现雷电流不同频域范围对接地体冲击响应电压的影响不同:0~33 333 Hz频域对冲击电压幅值起增幅作用并且增幅程度最大;66 666~360 000 Hz的频域主要影响峰值电压出现的时间;586 667~910 000 Hz频域对冲击电压幅值起削弱作用,对冲击电压幅值时间影响较小;1 080 000 Hz之后频域主要产生毛刺谐波,此外还会削弱冲击电压的幅值。     

高中压燃气调压器动态响应评价与故障数据分析

高中压燃气调压器的动态响应反映了调压精度及调压器性能的优劣,一旦出现故障将影响燃气系统的稳定运行.因此,对高中压调压器进行动态响应分析和故障数据分析研究意义重大.本文通过调研获得场站高中压燃气调压器实际运行数据,运用快速傅里叶变换方法分析数据的时频域特性,得到出口压力的振动幅度和频率,出口压力和流量的相位差的分析,将正常与异常状态下的分析结果进行对比,为评判调压器故障特征提供依据.     

移动恒载作用下轨道结构动态响应分析

随着我国地下铁路的蓬勃发展,移动列车引起的轨道结构振动问题受到广泛关注,针对移动荷载作用下的地下铁路轨道结构上的动态响应问题进行了研究,为地下铁路的设计和运营提供了一定的参考。将地下铁路简化为单层Euler-Bernoulli模型,并建立移动荷载作用下轨道系统动力学微分方程,通过傅里叶变换以及快速离散傅里叶逆变换[1]进行求解,分析荷载频率、扣件系统阻尼和刚度对单层梁的位移的影响。     

内嵌管式围护结构频域有限差分模型的实验验证

频域有限差分(FDFD)模型可以直接快速地计算内嵌管式围护结构的频域热特性。为了验证该模型的准确性,搭建了内嵌管式围护结构的实验测试平台。采用离散傅里叶变换将实测得到的边界条件展开成复指数形式表示的傅里叶级数,并代入到FDFD模型中进行计算、求解、变换,从而得到了内嵌管式围护结构的时域热响应。FDFD模型的计算结果与实验测量结果对比表明FDFD模型能准确地计算内嵌管式围护结构的动态热特性。     

电气火灾监控探测器剩余电流分析方法

根据电梯启动时产生的剩余电流干扰信号,分析剩余电流式电气火灾监控探测器产生误报警的原因。通过对电梯静止、上升、下降过程中干扰信号的频谱分析,提出电梯在不同运行状态的干扰信号的频率特性。介绍采用快速傅里叶变换分析电梯配电线路中剩余电流的方法。实验结果表明,电梯运行时产生的剩余电流干扰信号的频率主要分布在3 000Hz以上,电梯静止时3 700Hz频率的干扰信号能量最大,电梯上升或下降时4 500 Hz频率的干扰信号能量最大;通过快速傅里叶变换分析电梯配电线路的剩余电流的频谱特性,提取频率从48Hz到52Hz信号的幅值,可作为配电线路是否产生漏电的判据。     

轻骨料混凝土弹性模量预测的数值方法

提出了轻骨料混凝土弹性模量预测的快速傅里叶变换法。将轻骨料模拟成多边形,引入周期性边界条件,将轻骨料分布到正方形区域中而重构轻骨料混凝土细观结构。通过划分网格,等距离选取像素点,利用快速傅里叶变换法获得轻骨料混凝土弹性模量的数值解。通过与文献中的试验结果对比,证实该数值方法具有较高的精度。基于模拟结果,分析了最大轻骨料粒径、界面层厚度和界面弹性模量对轻骨料混凝土弹性模量的影响。数值结果表明,这三个因素的影响处于同一个数量级,在6%～10%之间。     

轻骨料混凝土弹性模量预测的数值方法

提出了轻骨料混凝土弹性模量预测的快速傅里叶变换法。将轻骨料模拟成多边形,引入周期性边界条件,将轻骨料分布到正方形区域中而重构轻骨料混凝土细观结构。通过划分网格,等距离选取像素点,利用快速傅里叶变换法获得轻骨料混凝土弹性模量的数值解。通过与文献中的试验结果对比,证实该数值方法具有较高的精度。基于模拟结果,分析了最大轻骨料粒径、界面层厚度和界面弹性模量对轻骨料混凝土弹性模量的影响。数值结果表明,这三个因素的影响处于同一个数量级,在6%~10%之间。     

不同季节马尾松针叶热解的热红联用分析

使用热重分析仪—傅里叶变换红外分析仪联用(热红联用)技术,对南京森林警察学院仙林校区内冬、春两季的马尾松针叶热解过程的特点进行分析,并对热解产生的烟气成分进行红外光谱解析。结果表明:在空气气氛下,马尾松针叶快速热解过程析出大量的挥发分,可达到60%左右的失重率,主要发生在180～380℃的温度区间内,其烟气主要成分是CO、CO_2、酸、醛等物质。     

城镇环境中PCM信号选择对防腐层检测的影响

多频管中电流法(PCM)是防腐层检测和评价的一种有效的方法,在使用PCM对防腐层进行检测时,如果遇到干扰信号会对检测结果造成很大的影响。阐述PCM的检测原理,分析不同测量信号对测量结果的影响,进行了4 Hz和128 Hz测量信号的对照组检测实验。城镇环境中,干扰信号比较复杂,特别是低频干扰信号,会对4 Hz的PCM检测信号产生相互叠加或者抵消,使检测和评价结果偏离真实情况。在城镇燃气管道的PCM检测中,应该优先使用128 Hz或者更高频率的信号,这样能够在一定程度上排除外界干扰,使检测结果更加准确。     

FFT方法在金属有机涂层抗渗性测量中的应用

根据在时域中快速Fourier变换(FFT)的原理,应用恒电位仪实现了对各种金属有机涂层抗渗性的低频在线测试,所得结果与传统的应用锁相放大器或频率响应分析仪的高频方法相同,而且,前者快捷高效,不需要使用价值昂贵的频域仪器,为自制现场测试仪器提供了理论依据.     

回传射线矩阵法分析桩的横向动力响应

将Timoshenko梁引入到弹性地基梁模型中 ,考虑地基土的分层变化 ,建立了桩顶作用一水平动荷载桩的横向动力响应的基本方程。采用Fourier变换和回传射线矩阵法 ,获得了桩基横向自由振动的频率方程 ;通过离散Fourier反变换 ,得到了冲击荷载作用下桩身的动力响应。经算例分析 ,桩基横向动力响应的传播深度与土层分布以及桩土之间的相对刚度密切相关     

桥面不平度的简支梁桥车桥耦合振动分析

桥面不平度通常被认为是影响车桥系统耦合振动的主要因素之一。根据给定的桥面不平度功率谱密度变换得到桥面不平度是一个有效、快速的途径。分别采用三角级数法和Fourier逆变换法得到各级路面的不平度及其对应的功率谱密度函数。通过比较可知：Fourier逆变换法精度较目前被广泛应用的三角级数法高。推导了四自由度车辆和桥梁的振动平衡方程,并编制了车桥耦合振动分析程序,结合Fourier逆变换法得到的桥面不平度,分析了某简支梁在考虑桥面不平度下的动力响应。研究结果表明,桥面不平度对桥梁和车辆的动力响应影响很大,车速决定着车辆对桥梁作用力和车辆受到的桥梁对其反作用力的频率,从而影响到桥梁振动。     

交通荷载下路面振动响应信号的时频特征分析

本文在简单分析了Fourier变换、短时Fourier变换和小波变换的基础上,以实测的交通荷载路面振动信号为模拟信号,采用小波包对模拟信号进行时频特征分析,并结合Fourier变换,给出了小波包各分解重构信号随时间的衰减规律及其在各子频带的频谱图,因此,结合Fourier变换对信号进行小波包分析是一种有效的信号处理途径.研究结果对今后交通荷载作用下路面路基动力响应计算模型的初始边界条件的确定提供依据,为路面路基动力响应的计算奠定基础.     

第三方载荷作用下埋地输气管道动力响应的数值模拟

强夯是导致埋地输气管道第三方破坏的主要载荷形式之一.强夯下埋地输气管道动力响应问题的本质是夯锤-土-埋地管道组成的体系在冲击荷载下的整体动力响应.利用LS-DYNA有限元商业软件,基于非线性动力学基本理论和动态算法,在半无限土介质中,通过对动力参数和接触参数的合理设置,在验证某工程实例的基础上,选取适当的本构关系,从夯击能量的大小、夯锤和管道之间的间距和管道表面复土深度三个方面对强夯冲击荷载作用下埋地输气管道的动力响应问题进行了数值模拟研究,得出了埋地输气管道在夯击荷载下的动力响应规律.结果表明,采用数值模拟方法对研究强夯冲击荷载作用下埋地输气管道的动力响应是可行的,其计算结果对埋地输气管道的风险评估、设计和施工具有一定的参考价值.     

地震荷载作用下海底管线的动力反应分析

 地震荷载作用下海床中的孔隙水压力与有效应力是影响海底管线稳定性的主要因素。然而在目前的海床动力响应分析中一般将管线假定为刚性,并不能合理地考虑海床与管线的相互作用效应,同时也没有考虑地震荷载作用下海床边界的等效处理。为此,基于Biot动力固结理论建立海床–管线相互作用的计算模型,以大型有限元软件ADINA为平台对El Centro地震波作用下的海底管线的动力响应以及管线周围土体的孔隙水压力变化规律进行分析,讨论不同的管线半径、管线壁厚和土性参数对计算结果的影响。在数值计算过程中引入黏弹性人工边界,有效地模拟散射波由有限域到无限域的传播,较为实际地反映在地震波作用下海底管线的动力响应问题。     

上覆弹性板双层地基在移动荷载作用下的动力响应

 用Fourier变换及逆变换对移动荷载作用下路基路面系统的动力响应问题进行研究。考虑路基路面相互作用,假设一条形移动荷载作用在路面板的表面,地基以地下水位面为分界面分为双层,水位面以上为单相弹性土层,以下为饱和土层。考虑地基土层厚度有限,利用Lame对位移场的分解理论,引入势函数,并运用Fourier变换分别对弹性土层和饱和土层进行分析。在Fourier变换域内,结合边界条件,联立路面板、弹性土层和饱和土层的运动方程,得到土体竖向位移、应力和饱和土层内孔隙水压力的表达式;同时利用离散Fourier逆变换得到数值计算结果。计算结果表明,荷载速度、频率,饱和土层的渗透系数对地表竖向位移的影响很大;弹性土层厚度对竖向位移的影响依赖于荷载速度;弹性土层厚度以及弹性土层和饱和土层的相对刚度比对孔隙水压力有非常明显的影响。     

基于FSWT时频分析的矿山微震信号分析与识别

采用频率切片小波变换技术(frequency slice wavelet transform,FSWT)对典型的矿山岩体微震信号和爆破振动信号进行了研究。首先利用FSWT分解一组信号,对两类波形进行了时频特性分析;然后利用其逆变换能切割任意频率区间的特点,构造6个连续的子频带并得到重构信号,并通过划分更细化的子频带,进行了两类信号不同的能量分布特性对比研究。研究结果表明:该矿山岩体微震信号和爆破振动信号的能量主要都分布于100 Hz以下,其中岩体微震信号的能量主要集中在0~50 Hz,爆破振动信号则主要集中在50~100 Hz;对于高于100 Hz区域,爆破振动信号所占能量比例更大。     

煤柱型冲击地压微震信号分布特征及前兆信息判别

 利用微震监测系统,采集平煤十一矿3次煤柱型冲击地压发生前后的微震信号,分析3次冲击地压期间微震信号的时序特征,并利用FFT方法、分形几何原理研究微震信号的频谱特征和分布变化规律。得到如下结论：(1) 煤柱形冲击地压发生前均有一段明显的微震活跃期,表明围岩系统正与外界交换能量,围岩结构处于非稳态的调整期,冲击地压为当次调整期中能量最大的震动,冲击地压发生后,微震活动程度明显下降,出现震后平静期。(2) 冲击地压的主震信号20 Hz以下低频成分占比例较多,波形图中尾波明显且持续时间长,震动能量级别较大。(3) 冲击地压前震主要频谱成分集中在40～100 Hz,前震发生时间距离主震越近,低频成分越多。(4) 微震事件分维值在大的震动(矿震或冲击地压)发生前会持续下降,在大震临近时会降到某个临界值以下。上述规律对确定预测冲击地压的预警指标以及对提高冲击危险程度判别的准确性具有重要意义。