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一种基于经验模分解的结构微小损伤检测方法 被引量:11
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作者 杨智春 于哲峰 孙浩 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期422-425,共4页
提出了一种检测结构微小损伤的时域方法。首先采用经验模分解技术分解结构发生微小损伤前后在相同激励下的时域响应信号,得到响应信号的各阶固有模式函数,然后用波形指数来对结构响应信号的各阶固有模式函数进行量化。根据结构损伤前后... 提出了一种检测结构微小损伤的时域方法。首先采用经验模分解技术分解结构发生微小损伤前后在相同激励下的时域响应信号,得到响应信号的各阶固有模式函数,然后用波形指数来对结构响应信号的各阶固有模式函数进行量化。根据结构损伤前后时域响应固有模式函数的波形指数对比,就可容易地对结构发生的微小损伤进行判断。通过仿真算例发现,结构原始响应信号经过经验模分解后得到的固有模式函数对微小损伤敏感度较好,这种对微损伤的敏感特性可采用各阶固有模式函数的波形指数进行量化。因此该方法是一种时域内检测结构微小损伤的有效方法。 展开更多
关键词 结构损伤检测 经验模分解 微小损伤 波形指数 时域方法
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PZT-混凝土结构裂缝监测敏感因子提取试验 被引量:12
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作者 刘智 阎石 孙威 《水利与建筑工程学报》 2010年第1期15-18,共4页
结构损伤识别是混凝土结构健康监测的核心技术之一,其结构损伤识别特征参数的选取非常重要。文中以代表性较强的压电陶瓷材料(锆钛酸铅即PZT)为例,分5组工况,即1组健康工况,4组损伤工况对混凝土梁进行了裂缝损伤识别试验,并分析了各损... 结构损伤识别是混凝土结构健康监测的核心技术之一,其结构损伤识别特征参数的选取非常重要。文中以代表性较强的压电陶瓷材料(锆钛酸铅即PZT)为例,分5组工况,即1组健康工况,4组损伤工况对混凝土梁进行了裂缝损伤识别试验,并分析了各损伤工况下信号参数随损伤程度的变化情况。提取到信号的幅值、主频以及相位3个参数可作为判定结构损伤的情况,其中信号的幅值对混凝土结构裂缝损伤较为敏感且能预测损伤的发展趋势。结果表明,监测信号的幅值,可作为判断结构健康状态及损伤程度的敏感因子,结构损伤愈大,信号的衰减程度愈大。 展开更多
关键词 压电陶瓷 PZT传感器 混凝土结构 结构损伤 敏感因子
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New Developments in Structural Health Monitoring Based on Diagnostic Lamb Wave 被引量:9
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作者 Shenfang YUAN, Yingdi XU and Ge PENGThe Smart Materials & Structures Aeronautic Key Laboratory, Nanjing University of Aeronautic and Astronautic, Nanjing 210016, China 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2004年第5期490-496,共7页
Structure health monitoring based on diagnostic Lamb waves has been found to be one of the most promising techniques recently. This paper has a brief review of the new developments on this method including the basic ... Structure health monitoring based on diagnostic Lamb waves has been found to be one of the most promising techniques recently. This paper has a brief review of the new developments on this method including the basic novel of the method, fundamentals and mathematics of Lamb wave propagation, narrowband and wideband Lamb wave excitation methods, optimization of excitation factors and diagnostic Lamb wave interpretation methods. 展开更多
关键词 structural health monitoring Lamb wave methods factor optimization damage localization
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基于混合鲸鱼退火算法和稀疏正则化的结构损伤识别 被引量:9
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作者 吕昊 冯仲仁 +2 位作者 王雄江 周伟 陈百奔 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第17期85-91,共7页
实际应用中,鲸鱼优化算法存在精度不高、收敛速度慢等劣势,提出了一种基于非线性收敛因子、自适应权重和模拟退火策略的混合鲸鱼退火算法,平衡了算法的收敛速度和寻优能力,从而增强算法性能。构建了基于结构模态参数的识别因子,并引入... 实际应用中,鲸鱼优化算法存在精度不高、收敛速度慢等劣势,提出了一种基于非线性收敛因子、自适应权重和模拟退火策略的混合鲸鱼退火算法,平衡了算法的收敛速度和寻优能力,从而增强算法性能。构建了基于结构模态参数的识别因子,并引入稀疏约束,通过不同损伤工况下ASCE Benchmark结构模型的损伤识别数值模拟说明改进方法的有效性。结果表明:增加稀疏约束后,误判单元减少,有利于结构损伤识别,其中L_(0.5)稀疏约束对识别精度的提升最为显著;混合鲸鱼退火算法能有效识别损伤位置及程度,其收敛精度和寻优性能有了明显提升,且在噪声环境下性能稳定,具有一定的抗噪鲁棒性。该方法可进一步应用于实际工程的损伤识别。 展开更多
关键词 结构损伤识别 混合鲸鱼退火算法(HWSA) 非线性收敛因子 自适应权重 模拟退火 稀疏正则化
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竖向承重与水平抗侧相分离的组合框架-剪力墙结构体系抗震性能研究 被引量:9
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作者 李子昂 许立言 陶慕轩 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期15-26,共12页
为提高传统钢结构体系在住宅产业化应用中的标准化程度、装配化效率以及安全性能,提出了竖向承重与水平抗侧相分离的组合框架-剪力墙结构体系,并对其抗震性能进行了分析与评价。以某高层住宅楼工程为结构方案原型,基于多遇地震作用下弹... 为提高传统钢结构体系在住宅产业化应用中的标准化程度、装配化效率以及安全性能,提出了竖向承重与水平抗侧相分离的组合框架-剪力墙结构体系,并对其抗震性能进行了分析与评价。以某高层住宅楼工程为结构方案原型,基于多遇地震作用下弹性层间位移角相同的控制标准,分别按传统组合框架-剪力墙结构体系和按竖向承重与水平抗侧相分离的组合框架-剪力墙结构体系设计了两种结构方案,并建立了相应的有限元模型。采用静力弹塑性推覆方法,对两种体系在设防地震和罕遇地震作用下的变形和受力特征进行了对比分析,通过结构层间变形、关键构件损伤状态以及安全系数等指标对体系抗震性能进行了综合评估。分析结果表明:竖向承重与水平抗侧相分离的组合框架-剪力墙结构体系在地震作用下的侧移模式呈弯曲型,推覆过程中结构塑性铰主要出现在底层柱端,而传统组合框架-剪力墙结构体系侧移模式呈弯剪型,塑性铰主要出现在梁端;选取的两种剪力墙损伤判断标准均可用于准确判断两种结构方案的极限状态;在相同弹性层间位移角控制标准下,竖向承重与水平抗侧相分离的组合结构体系设计方案安全系数指标值更高,在地震作用下具备更高安全储备。 展开更多
关键词 可分组合结构体系 静力推覆分析 结构损伤评估 安全系数 抗震性能评价
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结构损伤识别的周期小波方法 被引量:1
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作者 杜秀丽 汪凤泉 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期609-612,共4页
通过对结构损伤前后模态特征的变化进行分析,利用损伤结构的位移振型函数构造出曲率振型函数γi(x),然后再在曲率振型函数的基础上提出一个用于探测和评定损伤程度的新指标———损伤因子r(x)=∑i∈Idγi2(x);基于小波分析的方法,对损... 通过对结构损伤前后模态特征的变化进行分析,利用损伤结构的位移振型函数构造出曲率振型函数γi(x),然后再在曲率振型函数的基础上提出一个用于探测和评定损伤程度的新指标———损伤因子r(x)=∑i∈Idγi2(x);基于小波分析的方法,对损伤因子进行周期小波变换,通过小波系数的取值范围提出了一种结构损伤定位和损伤程度的评估方法.数值仿真表明,这是一种行之有效的损伤识别方法. 展开更多
关键词 结构损伤识别 周期小波变换 曲率振型 损伤因子
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基于基础激励的结构损伤检测局部损伤因子法 被引量:2
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作者 王山山 万里波 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期405-409,共5页
提出了基于振动理论的结构损伤检测局部损伤因子法.局部损伤因子法可同时判定结构损伤的存在,反映结构损伤的程度及确定结构损伤的位置.局部损伤因子法考虑了结构本身非线性的影响和检测系统噪声的影响,提高了结构损伤检测的精度.用局... 提出了基于振动理论的结构损伤检测局部损伤因子法.局部损伤因子法可同时判定结构损伤的存在,反映结构损伤的程度及确定结构损伤的位置.局部损伤因子法考虑了结构本身非线性的影响和检测系统噪声的影响,提高了结构损伤检测的精度.用局部损伤因子法检测结构损伤时只需要2个传感器同时工作即可,测试仪器设备较少,测试方便、经济,适合于结构损伤的现场检测.模型实验表明,在基础激励条件下局部损伤因子法对结构损伤检测是有效的. 展开更多
关键词 结构损伤 损伤检测 基础激励 局部损伤因子 动力特性
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基于Lamb波结构损伤诊断的量化评估实验研究 被引量:2
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作者 綦磊 朱峤 +1 位作者 孙立臣 郎冠卿 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第3期22-25,共4页
基于Lamb波结构损伤诊断技术开展相对量化评估层面的实验研究。基于环形单发射—多接收(STMR)阵列,通过数值计算验证了基于导波结构损伤诊断技术在定位识别技术层面的准确有效;针对诊断因子(DF)作为结构损伤相对量化评估有效参数的可行... 基于Lamb波结构损伤诊断技术开展相对量化评估层面的实验研究。基于环形单发射—多接收(STMR)阵列,通过数值计算验证了基于导波结构损伤诊断技术在定位识别技术层面的准确有效;针对诊断因子(DF)作为结构损伤相对量化评估有效参数的可行性进行分析,并通过模拟预置3种不同程度大小的损伤进行实验验证。实验结果表明:通过比较不同工况下判定损伤处对应诊断因子的数值大小,即可对结构损伤的相对严重程度进行量化对比分析,具有较好的工程应用前景。 展开更多
关键词 结构损伤诊断 单发射—多接收阵列 诊断因子 量化评估
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海积软黏土结构损伤的影响因素分析
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作者 熊春发 曹勇 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期90-93,共4页
以天津海积软黏土为研究对象,对原状土及重塑土进行了不同固结压力、加荷速率、排水条件下的三轴剪切试验,以应力比结构性参数与应变间的指数型关系来描述结构性衰减的平缓-加速-平缓3阶段,研究了软黏土结构损伤的影响因素。结果表明,... 以天津海积软黏土为研究对象,对原状土及重塑土进行了不同固结压力、加荷速率、排水条件下的三轴剪切试验,以应力比结构性参数与应变间的指数型关系来描述结构性衰减的平缓-加速-平缓3阶段,研究了软黏土结构损伤的影响因素。结果表明,固结压力小于结构屈服应力时,结构性损伤基本不受固结压力影响,固结压力大于结构屈服应力时,固结压力越大,初始结构性越小,结构损伤发展越慢;提高加荷速率或设置排水条件,可以延长第1阶段平缓损伤段,降低加速损伤段的损伤速率。结果还表明,结构损伤的影响因素可以概括为外力作用和增湿作用两大类。 展开更多
关键词 软黏土 结构损伤 影响因素 结构性参数
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双层球面网壳的序列地震效应敏感性研究
10
作者 张英楠 支旭东 范峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期150-156,共7页
为了研究双层球面网壳结构响应对于序列地震是否敏感、避免结构在主震后的余震作用下发生倒塌,首先建立了基于通用有限元软件ABAQUS的结构有限元模型,并对太平洋地震工程研究中心(PEER)数据库中的主余震序列地震动数据进行了筛选,共收集... 为了研究双层球面网壳结构响应对于序列地震是否敏感、避免结构在主震后的余震作用下发生倒塌,首先建立了基于通用有限元软件ABAQUS的结构有限元模型,并对太平洋地震工程研究中心(PEER)数据库中的主余震序列地震动数据进行了筛选,共收集到342对主余震序列地震动时程数据;利用全荷载域动力时程分析方法,获得了各序列地震作用下结构的特征响应随加速度幅值的变化规律,归类并定义了网壳结构多重地震效应的四种影响程度;然后,对大量算例的结果进行统计,得到了在主震结束时的网壳特征响应(最大节点位移、屈服杆件比例和结构损伤因子)与结构抵抗余震能力的关系;最终将屈服杆件比例作为衡量双层球面网壳抵抗余震能力的指标,并给出了各跨度双层球面网壳屈服杆件比例的敏感界限值。研究成果可为网壳结构的抗震设计及抗震性能评估提供参考。 展开更多
关键词 双层球面网壳 序列地震 余震 屈服杆件比例 结构损伤因子
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航空运输集装托盘结构损伤模拟实验研究
11
作者 刘彬 陈思杨 +2 位作者 王彦峰 王录雁 赵洋 《军事交通学院学报》 2018年第2期20-24,50,共6页
为提高航空运输集装托盘使用的安全性与经济性,给航空运输集装托盘结构健康监测技术研究提供一种损伤模拟方法,使用幅值和相位综合损伤因子、幅值无关损伤因子和相位无关损伤因子3种损伤因子计算方法,分别计算不同激励信号中心频率下,... 为提高航空运输集装托盘使用的安全性与经济性,给航空运输集装托盘结构健康监测技术研究提供一种损伤模拟方法,使用幅值和相位综合损伤因子、幅值无关损伤因子和相位无关损伤因子3种损伤因子计算方法,分别计算不同激励信号中心频率下,粘贴吸波胶、粘贴钢球、结构状态微变和噪声,以及不同面积结构真实损伤的损伤因子。实验结果表明:可以使用粘贴钢球的方式模拟航空运输集装托盘发生损伤,Lamb波的激励信号中心频率宜选择在100~120 k Hz。 展开更多
关键词 航空运输集装托盘 结构健康监测 损伤因子 LAMB波
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噪声影响下基于改进损伤识别因子和遗传算法的结构损伤识别 被引量:21
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作者 黄民水 吴玏 朱宏平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第21期168-174,共7页
提出一种考虑噪声影响基于改进损伤识别因子和遗传算法的结构损伤识别方法。介绍结构损伤识别的参数化思想,并提出一种考虑不同模态信息和权重系数的损伤识别因子。在选择算子、交叉算子、变异算子以及自适应交叉和变异等方面对遗传算... 提出一种考虑噪声影响基于改进损伤识别因子和遗传算法的结构损伤识别方法。介绍结构损伤识别的参数化思想,并提出一种考虑不同模态信息和权重系数的损伤识别因子。在选择算子、交叉算子、变异算子以及自适应交叉和变异等方面对遗传算法进行改进,并在无噪声情况下,对一简支梁和连续梁进行了损伤识别,识别效果非常好,验证了方法的正确性和有效性。分别考虑随机噪声和高斯白噪声对简支梁进行损伤识别,发现该方法在噪声水平不很高情况下,识别效果很好。最后,在一钢框架基准有限元模型基础上,考虑四种损伤工况进行损伤识别,识别结果较好,该方法能够很好地应用于结构的损伤识别和健康监测。 展开更多
关键词 结构损伤识别 改进损伤识别因子 遗传算法 随机噪声 高斯白噪声 基准有限元模型
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基于混合PSO算法和损伤概率均值的两阶段梁式结构损伤识别
13
作者 陈泽鹏 王伟龙 +1 位作者 刘琪钿 吴京涛 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期525-533,共9页
受算法随机参数和测量噪声等因素的影响,基于群智能算法的结构损伤识别法容易出现单次识别误差大和多次识别波动大的问题。针对该问题,本文基于混合PSO算法和损伤概率均值提出一种两阶段梁式结构损伤识别方法。定义了包括单元容许损伤值... 受算法随机参数和测量噪声等因素的影响,基于群智能算法的结构损伤识别法容易出现单次识别误差大和多次识别波动大的问题。针对该问题,本文基于混合PSO算法和损伤概率均值提出一种两阶段梁式结构损伤识别方法。定义了包括单元容许损伤值αcr和临界概率pc的损伤有效原则,以计算损伤概率均值。第一阶段,对混合PSO算法的多次识别结果分批计算一阶段损伤概率均值,第二阶段,在此基础计算两阶段损伤概率均值。本文方法能够有效地提高高噪声水平影响下的结构损伤识别精度。简支梁和两跨连续梁的损伤工况试验研究表明,该算法能够有效地应用于不同结构和不同工况的结构损伤识别,在减少损伤误判的同时保证损伤单元的识别精度。 展开更多
关键词 结构损伤识别 混合粒子群算法 有效损伤原则 损伤概率均值 梁式结构损伤识别
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隔震层屈服系数对RC框架结构抗倒塌性能的影响
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作者 吕彦昕 王树和 赵翔宇 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2022年第S02期852-858,共7页
为研究隔震层屈服系数对于RC框架结构的影响,评估这一参数下结构的抗倒塌性能,取用国内厂家常用的0~0.4区间内4个不同的屈服系数,对一5层基础隔震结构进行增量动力分析(IDA)和基于概率理论的易损性分析。IDA结果表明:结构在小的PGA下曲... 为研究隔震层屈服系数对于RC框架结构的影响,评估这一参数下结构的抗倒塌性能,取用国内厂家常用的0~0.4区间内4个不同的屈服系数,对一5层基础隔震结构进行增量动力分析(IDA)和基于概率理论的易损性分析。IDA结果表明:结构在小的PGA下曲线呈一定斜率增加,此时结构呈弹性阶段,随着PGA的增大,IDA曲线斜率会趋向于0,结构损伤加剧,直至发生倒塌。研究易损性曲线,发现随着屈服系数的增加,结构在同一地震动下的失效概率会有所降低,且结构在小震下隔震层和上部结构均无破坏,罕遇地震下的结构隔震层会发生大部分破坏,上部结构发生小部分破坏,且隔震层的失效概率总是大于上部结构;利用抗倒塌储备系数评估结构的抗震性能,发现随着结构隔震系数的增大,结构的抗倒塌能力越强,且同时结构的抗倒塌性能增幅越大。 展开更多
关键词 隔震层屈服系数 增量动力分析 易损性分析 结构破坏概率矩阵 抗倒塌储备系数
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