非规则桥梁近、远场地震易损性对比分析

为研究高墩大跨非规则桥梁的近、远场地震易损性,建立了典型非规则公路连续刚构桥的理论地震易损性模型.考虑近、远场地震动和桥梁结构参数的不确定性,抽样并生成桥梁近、远场地震易损性分析的模型样本库,利用Open Sees软件对模型样本库进行非线性动力时程分析,获得结构动力响应.而后在确定桥梁各易损构件损伤指标的基础上,采用概率地震需求分析方法建立了桥梁各构件近、远场地震易损性曲线并进行对比分析.分析结果表明:非规则桥梁结构的易损性情况与地震动频谱特性、结构非规则性密切相关,各构件近场地震动损伤概率明显高于远场.将地震动按断层距分组进行桥梁地震易损性分析是必要的.获得的易损性曲线可用于评估非规则桥梁的抗震性能,并为震后桥梁损伤评估提供依据.     

高速铁路简支箱梁桥的概率地震需求模型及易损性分析

基于已建成高速铁路桥结构类型统计数据,以典型预应力混凝土简支箱梁桥为对象进行易损性研究。考虑5个不确定性参数,基于拉丁超立方抽样的反复试验法建立桥梁样本。采用"装箱法"选择地震动记录,与桥梁样本配对后进行非线性时程分析得到结构响应。定义各构件的损伤状态,通过对构件需求能力比进行二次回归建立桥梁各构件的概率地震需求模型,并生成构件易损性曲线,运用二阶单一边界法生成全桥易损性曲线。结果表明：二次回归分析产生的概率需求模型比线性回归方法更可靠;在地震作用下,此类桥梁构件中的墩柱、活动支座较易损伤,二阶单一边界法能较好地评估全桥系统易损性,在应用上二阶单一边界法比一阶上下边界法简洁方便。     

空腹式连续刚构桥抗震性能评价

以一座在建的空腹式连续刚构桥为研究对象,采用SAP2000软件建立三维有限元模型,以桥墩的位移延性比为损伤指标,采用IDA法对结构进行地震响应分析。在结构地震易损性分析中,同时考虑了地震动和结构材料参数的不确定性,采用拉丁超立方抽样法形成地震动-桥梁结构样本对,通过大量非线性计算得到了该桥在近场、远场地震作用下的易损性曲线。同时在此基础上进行了全桥在E1和E2水准抗震性能评价。     

基于拱冠位移的拱坝地震易损性

选取一系列地震波对同时考虑材料非线性和横缝非连续接触的拱坝进行大量的动力时程分析,以拱冠最大位移为响应参数定义3个性能水准,结合通过结构反应回归分析得到的概率地震需求模型,建立在地震作用下基于拱冠位移的拱坝易损性曲线,比较不同地震动参数表示下概率地震需求模型以及易损性曲线的区别.利用易损性曲线计算拱坝在不同大小地震作用下处于各级性能水准的概率,为基于性能的拱坝抗震安全评价提供了理论依据.     

基于LS-SVM的结构可靠度响应面分析方法

金伟良，袁雪霞 针对实际工程中常见的功能函数不能显式表达的可靠性分析问题，提出了一种基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的结构可靠度响应面分析方法.采用正交试验设计和有限元程序生成学习样本，并依据各随机变量的概率分布抽样得到检测样本;利用LS SVM的高度非线性映射能力，建立了结构响应量与随机变量之间的映射关系.进而结合Monte-Carlo原理，计算结构的失效概率.新方法可直接应用现有的有限元分析程序，对大型结构进行可靠性分析.通过典型工程结构的算例分析，结果表明该方法具有较好的效率和精度.     

基于LS-SVM响应面法的基坑支护结构优化设计

由于受安全性和经济性的双重指标要求,基坑支护结构优化设计一直是基坑工程中的研究重点之一.本文结合均匀试验设计(UD)和粒子群算法优化的最小二乘支持向量机(PSOLSSVM),提出了一种基于LS-SVM响应面法的基坑支护结构优化设计方法.其中,以工程量为优化目标,以安全系数作为约束条件,首先通过UD和有限元计算高效构造学习样本,然后利用PSO-LSSVM模型的高度非线性映射能力建立学习样本响应面,并预测由Monte-Carlo模拟生成的多组随机样本结果,最后从中筛选满足全部约束条件的且目标函数值最小的样本作为优化设计最优解.通过算例分析表明,该方法优化效果明显,且具有较好的效率和精度.     

桥台背墙对连续梁桥地震易损性的影响

为探究桥台背墙对连续梁桥各主要构件地震易损性的影响,以一座四跨连续梁桥为例,使用OpenSees软件分别建立是否考虑桥台背墙的桥梁非线性模型。根据场地类型,从PEER数据库中筛选了100条地震波,对两模型分别进行计算,使用云图法建立各构件易损性曲线。研究表明：桥台背墙对连续梁桥的各构件抗震性能有显著影响;桥台背墙对各构件地震易损性的影响随着损伤程度的增大而增大,并在完全损伤状态,影响程度达到最大,桥墩易损性均值偏差达到85.5%;在各级损伤状态下,桥台背墙对桥墩的地震易损性影响最大。因此,建议在分析连续桥梁结构抗震性能时,考虑桥台背墙。     

考虑桥台性能影响的连续梁桥地震易损性分析

由于目前桥台性能对整个桥梁结构地震易损性影响的研究较少,本文对考虑桥台性能的连续梁桥地震易损性进行研究。以一典型三跨连续梁桥为例,分别建立了有、无桥台两种情况下的有限元模型;根据四类场地从PEER(Pacific earthquake engineering research center)强震数据库中各选取100条地震波来模拟地震动的不确定性,并组成"结构—地震波"样本对;采用Open Sees对结构进行非线性时程分析后得到构件响应,并定义了各个构件的四种极限破坏状态;采用可靠度理论得到各个构件的地震易损性曲线。研究表明:桥台对构件的地震响应有显著影响,若不考虑桥台作用将会使其他构件的损伤概率明显增大;且在同一场地条件下,墩柱最易损伤,滑动支座次之,而桥台最不易损伤。     

核密度估计的桥梁结构地震易损性分析

为弥补常用桥梁地震易损性分析方法的不足,提高易损性分析的计算精度,将核密度估计法引入到桥梁结构地震易损性分析中,提出一种核密度估计的桥梁结构地震易损性分析方法(简称KDE法).以某铁路典型4跨高墩刚构-连续梁桥为工程背景,开展了该桥的地震易损性分析.以蒙特卡罗法计算结果为依据,验证了桥梁KDE法的正确性,并将KDE法与常用方法(云图法、极大似然估计法)计算结果进行对比分析.结果表明:桥梁KDE分析法弥补了常用桥梁易损性分析方法的不足,具有良好的稳定性,在满足精度要求的前提下,显著提升了桥梁地震易损性分析的计算效率;云图法的计算精度最低,建议采用KDE法开展桥梁地震易损性分析,建立的易损性曲线可评估桥梁的抗震性能.     

汶川地震中变电站开关设备破坏机理

目的分析汶川大地震中大量遭受破坏的变电站电气设备的地震易损性和震害机理．方法通过建立软母线连接的变电站开关设备耦联体系的有限元分析模型,采用非线性的索单元模拟软母线的作用．在实际记录的汶川地震波输入下,对耦联体系有限元模型进行了地震时程分析,对比了结构地震响应计算结果．结果隔离开关有母线连接瓷柱和无母线连接瓷柱的响应差别很大,母线对设备的响应影响是比较大的,它是导致设备发生破坏的重要原因．由于母线的存在,母线连接设备体系的结构响应呈现非线性的特点．结论变电站电气设备是典型的地震易损结构,在设备的抗震分析中需要考虑母线的耦联作用．     

管材空间绕弯回弹补偿方法研究

管材弯曲卸载后将不可避免地产生一定回弹,严重影响弯管生产的精度与效率.基于数值回弹预测,对加工弯管的绕弯模具型面进行回弹补偿,得到新的模具型面,依然是目前降低回弹的主要措施.对以回弹为主要成形缺陷的空间弯管绕弯成形进行了研究,采用弯曲回弹对应节点位移矢量与曲线局部弗朗内特标架相结合的节点几何补偿法,对弯曲模具进行型面修改.利用数值回弹预测方法,针对回弹量多次迭代补偿,可以有效补偿回弹误差,保证空间弯管几何精度.     

遗传算法结合反设计的翼型优化设计研究

针对传统的气动外形优化设计存在计算量大、精度低的不足，以及采用余量修正方法的气动外形反设计存在难以提供合理目标压力的难题，为了提高已有气动外形设计方法的工程实用性，创新性地将优化方法中的遗传算法与反设计的余量修正方法相结合，并采用高精度的CFD分析方法，进行了翼型的气动外形设计。设计实践表明，文中的气动外形设计方法是可行的，且由于在优化方法和反设计方法中采用了不同的CFD分析方法，提高了气动外形设计的效率和精度。     

利用Ringleb流动对有限体积法精度的研究

利用有精确解的Ｒｉｎｇｌｅｂ 流动构造了用于检验流场计算精度的工具,并用这种工具对中心有限体积法的精度进行了研究。深入讨论了网格、边界处理、人工粘性等对计算精度的影响。结果定量地证明了改善边界处理的精度、网格的正交性,包括边界正交性和场内正交性,都可以提高流场计算的精度。为了减少人工粘性对无粘流计算的干扰,应该尽量降低人工粘性系数。     

求解RANS方程的高阶间断Galerkin方法研究

基于二维结构网格,对间断Galerkin方法(DGM)求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程进行了研究。根据混合有限元方法的思想,引入辅助变量,对粘性项中的高阶导数项进行降阶处理,再应用DGM对辅助变量方程和降阶后的RANS方程进行联立求解。对平板层流流动进行了数值模拟,结果表明,随着逼近多项式次数的增加,速度型和摩擦系数更加接近Blasius解。此外,还引入了Bald-win-Lomax湍流模型,对NACA0012翼型跨音速粘性流场进行了数值模拟,与实验结果进行了对比,进一步验证了算法的可靠性。     

基于响应面和遗传算法的翼型优化设计方法研究

文章针对气动优化设计中高效率和高精度的矛盾,综合响应面方法和遗传算法的优点和不足,采用多项式响应面模型代替原始遗传算法中计算量庞大的目标特性分析模型,建立了多项式响应面模型和遗传算法相结合的翼型优化设计方法,在采用N-S方程进行气动求解达到较高的精度情况下,求解次数显著减少,优化效率大大提高。研究了设计变量对优化设计效率的影响,文中方法在较少设计变量、较少N-S方程求解次数情况下,即可得到满意的优化设计结果。设计区间对响应面模型精度的影响显著,合适的设计区间既可保证模型精度,减少响应面预测结果和CFD计算结果的偏差,又可获得最佳优化结果。文中方法适用于翼型的单设计点和多设计点优化设计问题,具有原理简单、适应面宽、快速易行,且精度高等特点,可广泛应用于工程设计问题中。     

基于变弹翼方式的非结构动网格建模方法研究

针对变弹翼导弹包含运动边界的复杂非定常流场的求解问题,基于弹簧变形原理,即在网格变形时,网格点与静止边界和运动边界的相对位置关系均保持不变,分别推导了旋转弹翼运动边界上的网格点和受运动边界扰动流场子域上网格点的变形算法,从而发展了一种新的非结构动网格方法,该方法在不降低计算效率的前提下,大大提高了网格的变形能力,并解决了现有研究通常忽略弹翼运动受弹身影响而产生的非刚性变形问题,是基于非结构网格框架下,求解具有复杂运动边界且网格变形较大的非定常流场的一种简单有效的方法。     

近程SAR图像中的地面运动目标检测

探讨了单天线单通道近程合成孔径雷达(SAR)中的地面运动目标检测问题。利用KEYSTONE变换完成地面运动目标线性距离走动的校正，利用DECHIRP处理完成SAR聚焦后信号的Radon—Wigner变换，实现对运动目标信号的“聚集”。根据近程SAR的特点，在多卜勒频率-调频率平面将地面静止目标信号和运动目标信号分离并采用CLEAN技术，去除强静止目标信号对弱运动目标信号检测的影响，从而对运动目标信号进行有效的检测。仿真和实测数据的处理结果表明了这种方法的有效性。     

面向AFDX网络的交换机流量管制算法

综合化航空电子系统采用ARINC664航空电子全双工交换网(AFDX)构建主干数据通信网络,该网络具有通信带宽高、传输延迟确定、扩展能力强等特点。AFDX交换机采用流量管制技术检测虚链路的数据传输是否满足流量规则约束,能避免虚链路超限使用带宽,有效保证不同虚链路传输带宽隔离和通信确定性。文章基于ARINC664规范,提出了一种AFDX交换机流量管制的设计与验证方法。验证结果表明,该方法能够在正常、Account共享的场景下,对输入AFDX交换机的流量进行有效管制。     

多变量模糊预报式解耦控制研究

介绍了一个多变量模糊预报式解耦控制器的设计理论，通过计算机进行了仿真研究，其结果表明它算法简单，解耦效果比较好。     

基于HOC-SVM的运动状态下脑电的特征提取与分类

研究人脑在不同运动状态下的脑电信息,不仅能够揭示出各种运动状态对于大脑活动的影响,也是工程技术人员设计脑-机接口与神经修复系统的关键技术之一。文章根据脑电信号的μ节律变化,首次将表征时间序列摆动特性的高阶过零分析(Higher Order Crossing,HOC)方法运用于运动状态下的脑电信号的特征提取并结合支持向量机(Support Vector Machine,SVM)对输入的高阶过零特征量进行了有效的分类。将该方法提取的特征量与基于统计学的特征量分别用SVM进行分类,结果表明本方的识别率明显高于基于统计学特征量的方法。说明基于HOC-SVM方法在脑电信号的特征提取与分类中有较强的可行性和实用性。