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基于广义柔度曲率信息熵的板式轨道脱空损伤识别
1
作者 刘渝 赵坪锐 +2 位作者 徐天赐 刘卫星 姚力 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第4期48-54,62,共8页
板式轨道填充层作为轨道结构关键部位,在高频列车荷载和环境共同作用下出现脱空损伤,引起脱空位置轨道结构刚度改变。为有效检测板式轨道的轨道板脱空情况,采用数值仿真分析得到无砟轨道模态信息,利用轨道脱空区域广义柔度曲率局部峰值... 板式轨道填充层作为轨道结构关键部位,在高频列车荷载和环境共同作用下出现脱空损伤,引起脱空位置轨道结构刚度改变。为有效检测板式轨道的轨道板脱空情况,采用数值仿真分析得到无砟轨道模态信息,利用轨道脱空区域广义柔度曲率局部峰值进行轨道脱空损伤识别。结合广义柔度、均匀荷载面(Uniform load surface, ULS)、曲率和局部信息熵,提出可定位损伤的ULS曲率信息熵,并在CRTS III板式轨道上进行验证。研究结果表明:广义柔度曲率利用轨道脱空前后模态信息计算轨道脱空损伤曲率差,能够有效定位脱空位置;ULS曲率信息熵表征值只需要轨道的一阶模态信息便能够有效地反映轨道脱空位置及面积,且克服了广义柔度曲率需要健康模态信息的不足;轨道对称位置上相同面积脱空的ULS曲率信息熵值相同;ULS曲率信息熵值与脱空面积和厚度成正相关关系;ULS曲率信息熵表征值具有较好的损伤识别敏感性,能够识别小于单个测点布置面积的0.1 m×0.1 m小面积脱空,并且对轨道板边脱空识别敏感性高于轨道板中脱空识别敏感性。 展开更多
关键词 板式无砟轨道 广义柔度 均匀荷载面 局部信息熵 损伤识别
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基于均匀荷载面曲率的简支裂纹梁损伤识别 被引量：6
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作者 唐盛华 苏彬建 +2 位作者 方志 张学兵 周楠 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期792-799,共8页
为了采用模态参数对结构裂纹进行定位与定量,基于集中柔度模型,采用无质量的扭转弹簧模拟裂纹,建立简支裂纹梁的振动微分方程。针对现有柔度曲率指标仅能判断裂纹的大致范围,基于线性插值理论,建立裂纹位置与相邻测点均匀荷载面曲率差... 为了采用模态参数对结构裂纹进行定位与定量,基于集中柔度模型,采用无质量的扭转弹簧模拟裂纹,建立简支裂纹梁的振动微分方程。针对现有柔度曲率指标仅能判断裂纹的大致范围,基于线性插值理论,建立裂纹位置与相邻测点均匀荷载面曲率差的关系,提出裂纹进一步定位公式,实现裂纹位置的精确定位。针对现有大多数损伤识别方法无法实现裂纹的损伤定量,基于位移曲率与结构刚度和弯矩的关系,理论推导了均匀荷载面曲率的结构刚度损伤程度识别方法,基于弹簧串联原理和线刚度思想,首次提出串联等效线刚度模型,建立裂纹深度与均匀荷载面曲率的关系,实现裂纹深度的定量。通过简支裂纹梁数值算例,考虑多裂纹的损伤情况,验证了新方法对裂纹定位与定量的有效性。 展开更多
关键词 损伤程度 均匀荷载面 曲率 裂纹梁 集中柔度 扭转弹簧
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一种改进均匀荷载面曲率差的连续梁损伤检测方法 被引量：3
3
作者 唐盛华 秦付倩 +1 位作者 苏彬建 周楠 《湘潭大学自然科学学报》 北大核心 2017年第2期20-25,共6页
针对均匀荷载面曲率差指标不能有效对连续梁结构进行损伤检测,提出了一种改进方法,对连续梁结构采用隔跨均匀荷载,通过在奇数跨、偶数跨分别加载均匀荷载P_1、P_2,由结构损伤前后的柔度矩阵差分别与荷载P_1、P_2相乘,得到位移差,取位移... 针对均匀荷载面曲率差指标不能有效对连续梁结构进行损伤检测,提出了一种改进方法,对连续梁结构采用隔跨均匀荷载,通过在奇数跨、偶数跨分别加载均匀荷载P_1、P_2,由结构损伤前后的柔度矩阵差分别与荷载P_1、P_2相乘,得到位移差,取位移差的曲率作为荷载P_1、P_2的损伤指标,最终损伤指标取二者的绝对值之和.采用隔跨均匀荷载,避免了位移曲线拐点对损伤检测的影响,明显提高了损伤指标的定位能力.通过一三跨连续梁算例,考虑多种损伤情况,均能正确地进行损伤检测,表明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 损伤检测 连续梁 柔度 曲率 均匀荷载面
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基于模态测试的装配式简支梁桥等效荷载试验方法研究 被引量：2
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作者 亓兴军 孙绪法 +1 位作者 周广利 王珊珊 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第4期61-69,共9页
以高速公路16 m跨径装配式简支空心板梁桥为研究对象,提出基于模态测试的装配式简支梁桥等效荷载试验方法。首先在装配式简支空心板梁桥面安装加速度传感器,采集环境激励下主梁竖向振动加速度时程数据,利用随机子空间法(SSI)识别该简支... 以高速公路16 m跨径装配式简支空心板梁桥为研究对象,提出基于模态测试的装配式简支梁桥等效荷载试验方法。首先在装配式简支空心板梁桥面安装加速度传感器,采集环境激励下主梁竖向振动加速度时程数据,利用随机子空间法(SSI)识别该简支空心板梁桥的实际频率和振型。利用桥梁施工图纸建立有限元模型并对实测振型质量归一化,识别得到桥梁的位移柔度矩阵。然后,设计桥梁静载试验加载方案,依据规范中静载试验加载效率要求确定由等效集中荷载组成的均匀荷载面等效试验荷载,预测该简支梁桥在等效试验荷载下的实际模态挠度,将有限元模型计算挠度与实测位移柔度矩阵预测的模态挠度进行比较,计算桥梁挠度校验系数,结合现行桥梁荷载试验规范评判桥梁刚度状况。验算结果表明:该装配式简支空心板梁桥满足设计承载要求;基于模态测试的等效荷载试验方法能够方便快捷地评估桥梁承载能力,只需测试桥梁的低阶模态即可获得简支梁桥较为准确的模态挠度;该方法无需长时间中断交通和大吨位加载车,具有经济方便、简单快捷的特点,在桥梁荷载试验评定的实际工程中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 位移柔度矩阵 均匀荷载面 挠度校验系数 随机子空间法 模态挠度
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基于多项式拟合均匀荷载面曲率曲线的结构损伤识别方法 被引量：1
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作者 唐盛华 苏彬建 +1 位作者 方志 张学兵 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2018年第1期121-130,共10页
为仅利用结构损伤状态的柔度矩阵对结构进行损伤程度识别,先对损伤状态的均匀荷载面曲率曲线进行最小二乘法拟合。根据曲率曲线差判断结构的损伤位置,对损伤位置的点进行剔除后,再利用未损伤位置上的点进行局部最小二乘法拟合,代替损伤... 为仅利用结构损伤状态的柔度矩阵对结构进行损伤程度识别,先对损伤状态的均匀荷载面曲率曲线进行最小二乘法拟合。根据曲率曲线差判断结构的损伤位置,对损伤位置的点进行剔除后,再利用未损伤位置上的点进行局部最小二乘法拟合,代替损伤前的均匀荷载面曲率曲线,用于结构的损伤定位与定量。通过一简支梁数值算例,先以理论的二次多项式进行拟合,考虑单损伤和多损伤的情况,进行损伤识别分析,再分析多项式次数、测点数目以及不同噪声水平对损伤定量精度的影响。结果表明:在一定范围内,次数越高拟合误差越小,但差别不明显,采用理论的二次多项式拟合即可满足结构损伤识别要求,无噪声的情况下,测点数目减半不影响损伤识别的精度,该方法具有一定的抗噪声能力。 展开更多
关键词 损伤程度 均匀荷载面 曲率 柔度 噪声 简支梁
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基于均匀荷载面曲率差与模糊隶属度的简支梁损伤识别方法研究 被引量：1
6
作者 马洪友 王延华 《公路》 北大核心 2017年第8期117-121,共5页
桥梁结构在运营过程中受到外界环境、车辆荷载与自然灾害的影响,不可避免地出现材料性能退化与结构损伤,及时、有效地识别桥梁结构既有损伤,对保障桥梁运营安全具有重要意义。针对现有损伤识别方法准确性低、计算繁琐等不足,以简支梁为... 桥梁结构在运营过程中受到外界环境、车辆荷载与自然灾害的影响,不可避免地出现材料性能退化与结构损伤,及时、有效地识别桥梁结构既有损伤,对保障桥梁运营安全具有重要意义。针对现有损伤识别方法准确性低、计算繁琐等不足,以简支梁为研究对象,提出了简支梁两阶段损伤识别方法。首先,采用模态分析提取简支梁前三阶竖向振动模态频率与振型,构建均匀荷载面曲率差进行损伤定位;其次,以典型损伤状态下的均匀荷载面曲率差作为损伤等级中心,计算测试工况均匀荷载面曲率差到损伤等级中心的隶属度,利用模糊隶属度判定测试工况的损伤等级。简支梁数值模型损伤识别结果表明,提出的两阶段损伤识别方法能够有效识别简支梁损伤,具有较高的准确性。 展开更多
关键词 简支梁 损伤识别 均匀荷载面 曲率差 模糊理论 隶属度 研究
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