基于静动力凝聚及扩展卡尔曼滤波的连续梁桥损伤识别 被引量：15

1

作者 何浩祥 吕永伟 韩恩圳 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期156-163,共8页

以卡尔曼滤波算法为代表的物理参数识别方法在结构损伤识别方面得到广泛应用,但限于状态方程的复杂性,大部分应用集中在具有平动自由度的剪切型建筑结构模型,且一般需要较完备的激励和响应信息。利用静力凝聚方法消去转动自由度以建立... 以卡尔曼滤波算法为代表的物理参数识别方法在结构损伤识别方面得到广泛应用,但限于状态方程的复杂性,大部分应用集中在具有平动自由度的剪切型建筑结构模型,且一般需要较完备的激励和响应信息。利用静力凝聚方法消去转动自由度以建立力学模型,并提出考虑Rayleigh阻尼的动力凝聚方法,实现了较复杂连续梁桥有限元模型的等效简化。针对桥梁检测及健康监测需求,提出了利用锤击产生自由振动的激励方式进行连续梁桥扩展卡尔曼滤波在线损伤识别方法,从而克服了传统方法需要复杂激励信号的不足。以一座三跨连续梁桥为例进行了仿真分析,识别出了不同位置的刚度和阻尼物理参数,参数识别结果具有较高精度和抗噪性,收敛速度快,证明该方法有效可行。 展开更多

关键词 扩展卡尔曼滤波 损伤识别 静力凝聚方法 连续梁桥 健康监测

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基于静力凝聚的高精度变截面梁单元及其几何非线性分析研究 被引量：6

2

作者 孟丽霞 陆念力 王佳 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期257-263,共7页

基于Euler-Bernoulli梁单元基本假定,通过静力凝聚获得截面特性沿单元轴向连续变化的变截面梁单元高精度刚度矩阵,并提出一种基于随动坐标法求解变截面梁杆结构大位移、大转动、小应变问题的新思路。首先依据插值理论和非线性有限元理... 基于Euler-Bernoulli梁单元基本假定,通过静力凝聚获得截面特性沿单元轴向连续变化的变截面梁单元高精度刚度矩阵,并提出一种基于随动坐标法求解变截面梁杆结构大位移、大转动、小应变问题的新思路。首先依据插值理论和非线性有限元理论推导出三节点变截面梁单元的切线刚度矩阵,然后使用静力凝聚方法消除中间节点自由度,从而得到一种新型非线性两节点变截面梁单元。结合随动坐标法,在变形后位形上建立随动坐标系,得到变截面梁单元的大位移全量平衡方程。实例计算表明,该新型变截面梁单元具有较高的计算精度,可应用于变截面梁杆系统大位移几何非线性分析。 展开更多

关键词 有限单元法 变截面梁单元 静力凝聚 随动坐标法 几何非线性

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基于界面单元的子结构协调技术 被引量：4

3

作者 江浩然 王涛 +1 位作者 周惠蒙 罗清宇 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期171-179,共9页

该文提出一种用于协调子结构的界面单元方法。基于广义变分原理,将两子域的刚度与界面单元刚度组装成耦合结构的整体刚度矩阵,求解新的平衡方程即可得到各个耦合子域的位移。界面单元的意义是对子域引入边界力,并建立边界上平衡关系和... 该文提出一种用于协调子结构的界面单元方法。基于广义变分原理,将两子域的刚度与界面单元刚度组装成耦合结构的整体刚度矩阵,求解新的平衡方程即可得到各个耦合子域的位移。界面单元的意义是对子域引入边界力,并建立边界上平衡关系和位移协调关系。该文利用悬臂梁单轴受拉案例验证了界面单元方法的精确性。为了使得界面单元能够应用到子结构混合试验中,引入静力凝聚与BFGS方法,这样只需通过提取边界上的力与位移即可实现多子域不共节点的边界协调问题。该文最终以悬臂梁案例验证了界面单元在解决非线性静、动力加载工况下的正确性。 展开更多

关键词 试验方法 界面单元 广义变分原理 子结构协调 静力凝聚 BFGS方法

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基于静力数据下RBF神经网络梁式模型修正

4

作者 刘海祥 谢志祥 +1 位作者 黄长龙 张衡 《山西建筑》 2023年第2期68-71,共4页

基于有限元软件ABAQUS建立的梁式结构模型,并在实验室浇筑对应的实体简支梁模型。利用MATLAB神经网络工具箱构建RBF神经网络,提出一种基于静力测试数据下的径向基神经网络模型修正方法。将均匀分布的7个测点挠度作为输入向量,以对应的... 基于有限元软件ABAQUS建立的梁式结构模型,并在实验室浇筑对应的实体简支梁模型。利用MATLAB神经网络工具箱构建RBF神经网络,提出一种基于静力测试数据下的径向基神经网络模型修正方法。将均匀分布的7个测点挠度作为输入向量,以对应的弹性模量、惯性矩等设计参数修正值作为输出向量,利用均匀样方设计构建神经网络样本设计表,最后利用神经网络良好的泛化能力逼近两者之间的非线性映射关系来预测修正值并与BP神经网络的修正结果进行对比。实验数据表明了修正算法的有效性。 展开更多

关键词 RBF神经网络 ABAQUS 有限元 数值仿真 静力凝聚法

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基于广义逆理论的转角信息重构近似算法 被引量：2

5

作者 康玉梅 白泉 +1 位作者 陈百玲 刘斌 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期316-319,共4页

针对结构识别中转角信息难以测量的问题,完善了一种基于广义逆理论的转角信息重构问题近似算法.该算法从静力凝聚的基本方程出发,求解广义逆矩阵,由结构的位移测量信息计算结构的转角信息.通过理论分析给出了广义逆理论近似算法的适用... 针对结构识别中转角信息难以测量的问题,完善了一种基于广义逆理论的转角信息重构问题近似算法.该算法从静力凝聚的基本方程出发,求解广义逆矩阵,由结构的位移测量信息计算结构的转角信息.通过理论分析给出了广义逆理论近似算法的适用条件和广义逆解答是精确解答的条件.数值算例表明:该近似算法的范数误差一般较小,而绝对量较小的分量误差较大. 展开更多

关键词 转动反应 信息重构 广义逆矩阵 结构识别 静力凝聚 有限元法

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结构多维地震激励振动特性研究 被引量：1

6

作者 黄昱华 刘洪兵 +1 位作者 张春燕 刘艳 《山东建筑大学学报》 2006年第5期396-400,共5页

将空间框架简化为平面框架,采用平面梁模型,建立结构自由振动的微分方程,采用静力凝聚法消去主副自由度之间的耦合关系,得到平面框架结构体系考虑水平和竖向耦合自由振动的振型和频率。运用时程分析法对结构进行了动力响应计算,得到了... 将空间框架简化为平面框架,采用平面梁模型,建立结构自由振动的微分方程,采用静力凝聚法消去主副自由度之间的耦合关系,得到平面框架结构体系考虑水平和竖向耦合自由振动的振型和频率。运用时程分析法对结构进行了动力响应计算,得到了与仅考虑水平或竖向地震输入结构不同的地震响应。 展开更多

关键词 框架结构 水平振动 竖向振动 静力凝聚法 时程分析法

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主自由度对子结构静力凝聚模态分析的误差影响研究 被引量：2

7

作者 刘孝保 杜平安 乔雪原 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期274-277,304,共5页

阐述了子结构静力凝聚的基本原理,从理论上分析了静力凝聚模态分析中误差产生的原因,并利用非线性矩阵摄动理论推导了模态频率误差公式。利用平板结构进行了多种主自由度选择方案的仿真对比分析,研究了主自由度数量和分布对计算误差的... 阐述了子结构静力凝聚的基本原理,从理论上分析了静力凝聚模态分析中误差产生的原因,并利用非线性矩阵摄动理论推导了模态频率误差公式。利用平板结构进行了多种主自由度选择方案的仿真对比分析,研究了主自由度数量和分布对计算误差的影响规律。研究结果表明,主自由度定义方式是子结构静力凝聚模态分析中计算误差的最大影响因素,主要包括主自由度分布和数量两个方面,其中对主自由度分布更敏感,这和理论分析的结论一致。 展开更多

关键词 子结构 静力凝聚 模态分析 主自由度 计算误差 摄动法

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框架结构水平和竖向地震耦合作用时程分析 被引量：2

8

作者 黄昱华 刘洪兵 《内陆地震》 2007年第1期58-65,共8页

一般情况下,地震波分量中的水平分量和竖向分量是造成框架结构破坏的重要因素。本文中以框架结构为研究对象,将空间框架结构简化为平面框架结构,基于平面杆系模型并忽略平面框架体系的水平杆件——梁的轴向变形,建立体系水平和竖向耦合... 一般情况下,地震波分量中的水平分量和竖向分量是造成框架结构破坏的重要因素。本文中以框架结构为研究对象,将空间框架结构简化为平面框架结构,基于平面杆系模型并忽略平面框架体系的水平杆件——梁的轴向变形,建立体系水平和竖向耦合振动的运动微分方程,并对结构进行了水平和竖向地震波耦合激励下的弹性动力时程计算。与体系单维输入竖向地震波之弹性动力响应进行对比后,发现耦合激励下框架边柱竖向响应变大而中柱竖向响应变小,在结构抗震设计中宜适当考虑地震的耦合影响。 展开更多

关键词 框架结构 耦合作用 地震水平分量 地震竖向分量 静力凝聚法 时程分析法

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结构动力学中若干问题辨析

9

作者 潘旦光 鲁文艳 《高等建筑教育》 2021年第2期79-89,共11页

针对结构动力学教学过程中运动方程建立、运动方程求解的若干问题进行讨论,主要包括动力学和静力学刚度系数的区别,频响函数和脉冲响应函数的Fourier变换条件及对动力反应的影响,滞后阻尼体系的频响函数等问题。仅考虑集中质量平动自由... 针对结构动力学教学过程中运动方程建立、运动方程求解的若干问题进行讨论,主要包括动力学和静力学刚度系数的区别,频响函数和脉冲响应函数的Fourier变换条件及对动力反应的影响,滞后阻尼体系的频响函数等问题。仅考虑集中质量平动自由度的体系,动力学刚度系数是指平动自由度产生单位位移而转动自由度放松情况下所受的力,静力凝聚方法和单位位移法所得刚度系数是相同的;无论是无阻尼体系还是有阻尼体系,频响函数和脉冲响应函数的Fourier变化关系都精确成立;时域特解包含稳态振动和伴生自由振动,而频域特解仅为体系的稳态解,两者之间的差别主要在振动的初始阶段,自振频率越低,差别越大。对于滞后阻尼体系,负频率的频响函数应为正频率频响函数的共轭函数。 展开更多

关键词 刚度系数 静力凝聚 时域方法 频域方法 滞后阻尼

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一种新的墙单元 被引量：7

10

作者 袁明武 孙树立 蔡定正 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1996年第1期17-24,共8页

本文提出了一种新的空间墙单元模型，这种墙单元把土建中常用的剪力墙作为它的一种特殊情形．本文基于四边形单元所提出的墙单元在平面内是一块膜，它除面内的两个平动自由度外还具有绕平面转动的自由度；平面外是一块弯曲板．因而它是... 本文提出了一种新的空间墙单元模型，这种墙单元把土建中常用的剪力墙作为它的一种特殊情形．本文基于四边形单元所提出的墙单元在平面内是一块膜，它除面内的两个平动自由度外还具有绕平面转动的自由度；平面外是一块弯曲板．因而它是膜和板的一个组合，它的每个节点具有空间的全部六个自由度．由于考虑了空间墙平面内和平面外的刚度，因此这种新的墙单元能够直接与三维框架的梁、柱单元连接．它也能很容易地处理墙的空间变形。 展开更多

关键词 静力凝聚 细化 直接刚度法 剪力墙

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三维隔振体系动力响应的简化计算 被引量：2

11

作者 石琼辉 周福霖 《广州大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第2期159-165,共7页

把三维隔振体系简化为三自由度平面刚体隔振模型.采用静力凝聚法,得出底部剪力法中参数———等效刚度及阻尼.提出了基础隔振体系高宽比限值的验算公式.

关键词 三维隔振 等效刚度 静力凝聚法 高宽比 时程分析

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基于Neumann展开的转角信息识别近似算法

12

作者 康玉梅 陈耕野 李州 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1497-1500,共4页

针对结构识别中转角信息难以测量的问题,提出了基于Neumann展开的转角信息识别问题近似算法.在结构识别中,由于各单元刚度参数未知,利用结构有限元分析中按静力凝聚的方法由平移求结构的转角是无法实现的,在结构参数差异不大的情况下,... 针对结构识别中转角信息难以测量的问题,提出了基于Neumann展开的转角信息识别问题近似算法.在结构识别中,由于各单元刚度参数未知,利用结构有限元分析中按静力凝聚的方法由平移求结构的转角是无法实现的,在结构参数差异不大的情况下,可以采用Neumann展开方法得到逆矩阵,进而得到结构的转角信息.理论分析和数值算例表明:该算法在结构参数差异不大的情况下适用,在材料参数全同的情况下是精确解答.其范数误差一般较小,而绝对量较小的分量误差较大. 展开更多

关键词 Neumann展开 转角响应 结构识别 静力凝聚法 有限单元法

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40万吨矿砂船全船和局部振动研究 被引量：29

13

作者 张新伟 吴小康 陆利平 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期26-38,共13页

通过有限元法对一艘40万吨矿砂船进行了全船和局部的振动性能预报。在预报过程中通过流固耦合方法添加附连水,用界面位移综合法进行局部模态分析,并用Holden法加载螺旋桨激励。计算中发现:因为主机未加横撑而引起的船体多处剧烈振动。... 通过有限元法对一艘40万吨矿砂船进行了全船和局部的振动性能预报。在预报过程中通过流固耦合方法添加附连水,用界面位移综合法进行局部模态分析,并用Holden法加载螺旋桨激励。计算中发现:因为主机未加横撑而引起的船体多处剧烈振动。最终提出了添加横撑的方案。该方案能使40万吨矿砂船振动性能改良,满足ISO6954标准。 展开更多

关键词 船舶、舰船工程 振动 流固耦合 附连水 静态凝聚 Holden法

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400000DWT矿砂船的全船和局部振动研究 被引量：3

14

作者 张新伟 陆利平 吴小康 《船舶设计通讯》 2011年第B11期25-33,共9页

本文通过有限元法对400000DWT矿砂船进行了全船和局部的振动性能预报。该预报通过流固耦合方法添加附连水;界面位移综合法进行局部模态分析;Holden法加载螺旋桨激励。计算中发现因为主机未加横撑而引起的船体多处剧烈振动。最终通过添... 本文通过有限元法对400000DWT矿砂船进行了全船和局部的振动性能预报。该预报通过流固耦合方法添加附连水;界面位移综合法进行局部模态分析;Holden法加载螺旋桨激励。计算中发现因为主机未加横撑而引起的船体多处剧烈振动。最终通过添加横撑的方案使400000DWT矿砂船振动性能改良,满足ISO6954标准。 展开更多

关键词 振动 流固耦合 附连水 静态凝聚 Holden法

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基于子结构技术的全船总体和局部振动研究

15

作者 张新伟 《船舶设计通讯》 2013年第1期24-31,共8页

针对局部振动计算中难以确定局部构件的边界条件和全船振动计算成本过大的问题,引入子结构技术。阐述了子结构技术的基本理论,结合子结构和流固耦合技术,对一艘新型散货船进行了局部和全船振动分析预报。在预报过程中,运用流固耦合方法... 针对局部振动计算中难以确定局部构件的边界条件和全船振动计算成本过大的问题,引入子结构技术。阐述了子结构技术的基本理论,结合子结构和流固耦合技术,对一艘新型散货船进行了局部和全船振动分析预报。在预报过程中,运用流固耦合方法添加外部附连水和油水舱质量,用子结构界面减缩技术确定局部边界条件,进行局部模态分析,运用计算效率成倍提高的部件模态综合法进行总振动预报。最终,提出了横撑及其船体加强的优化方案。该方案能改良主机和船体结构的振动性能,并满足各自的标准要求。 展开更多

关键词 振动 流固耦合 附连水 静态减缩 部件模态综合法

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