基于ICEEMDAN的连续梁桥车致振动信号的HHT分析

改进的带有自适应噪声的完备集合经验模式分解（improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,ICEEMDAN）是传统经验模式分解（empirical mode decomposition,EMD）方法的发展,在桥梁结构损伤识别领域具有较好的应用前景. 首先,以数值模拟信号为对象,采用ICEEMDAN方法进行桥梁车致动信号的数据分解和Hilbert谱分析,提取损伤引起的频谱特征变化和建立损伤识别方法;然后,利用该方法对实测振动信号的振型分量进行识别;最后,以实测信号的一阶振型分量为对象,对其Hilbert瞬时频率谱的特征进行了分析和讨论. 研究结果表明:模拟信号中的振型振动分量数比实测信号中多,其中模拟信号中不显著的高阶竖弯振动分量在实测信号中没有发现; 一阶振型振动分量的瞬时频率可作为桥梁损伤识别的特征参数,用于进行损伤有无、损伤定位甚至损伤定量的判断; 损伤识别效果受测点位置影响很小; 该方法不依赖有限元模型即可完成桥梁损伤有无的识别和损伤定位,且数据采集简单,具有实际工程中应用可行性.      

径向基网络在简支梁损伤识别中的应用

对简支梁进行损伤分析,研究不同损伤工况下的频率变化率和模态振型曲率变化,并采用径向基神经网络对结构进行损伤识别研究。研究中分别采用频率变化率、第1阶模态曲率变化、综合使用前3阶频率变化率和模态曲率变化3种方案。结果表明,基于动力参数和径向基网络的结构损伤识别方法能够准确识别结构的损伤程度;神经网络的输入参数选择对结果有较大影响,综合使用频率变化率和模态曲率变化方案的识别效果最好。     

梁构件之振动式快速损伤诊断技术

如何能够快速而又准确地进行桥梁损伤诊断,是目前桥梁养护管理单位所关心的问题,文章提出一种梁构件振动式快速损伤诊断技术,此方法以量测结构振动信号配合破坏力学及旋转弹簧的概念,进行损伤位置与劣化程度诊断之计算。并用SAP2000的数值模拟以及实际的铝梁敲击实验进行此损伤诊断方法的验证,实验中的自然频率是藉由频率域分解法（FDD）来计算,由互易定理量测到的力与加速度信号所得到的。最后更进一步地探讨以理论的模态振型及实际量测到的模态振型所计算的损伤位置与劣化程度的结果,以及损伤产生前后可能面临到的系统边界条件改变之问题。     

损伤位置对梁振动模态影响的数值研究

梁结构的损伤与其刚度有直接关系.因此模态分析方法可应用于桥梁损伤检测中.通过论述模态分析技术的理论基础,并对标准简支损伤梁振型的数值研究,可揭示出不同损伤位置对梁振动模态的影响,从而提出一种桥梁损伤诊断的新思路.     

损伤位置对梁振动模态影响的数值研究

梁结构的损伤与其刚度有直接关系,因此模态分析方法可应用于桥梁损伤检测中。通过论述模态分析技术的理论基础,并对标准简支损伤梁振型的数值研究,可揭示出不同损伤位置对梁振动模态的影响,从而提出一种桥梁损伤诊断的新思路。     

基于车致振动响应的铁路桥梁损伤位置识别

为识别列车荷载引起的桥梁结构损伤,基于车致振动的加速度响应,提出了一种损伤位置识别方法.该方法通过结构易损性分析,确定结构易损的部位,并根据易损部位的损伤状态,从列车行驶的时间区域中选择若干子区域;然后,假设在每一个子区域内特定易损部位的损伤状态保持不变,将损伤位置识别分为2个层次进行,每一层次均以加速度时程数据构建损伤指标,从多个角度优化样本库,并采用支持向量机作为分类工具,建立损伤位置识别模型.对一连续梁的实例分析表明:该方法能够考虑结构状态与列车荷载的相关性,在损伤最易出现的时间子区域内,对易损部位进行损伤识别,可获得较好的损伤位置识别结果;且在低水平噪声干扰下,识别结果变化不大.     

利用Ansys进行网架结构损伤诊断的数值模拟研究

利用结构动力参数的改变对空间钢网架进行损伤分析，其中许多指标对损伤并不敏感.文中通过结构有限元分析软件ANSYS得到网架结构位移模态分析数据，采用杆件轴向应变变化率的模态分析技术针对不同损伤状况的钢结构网架进行损伤识别，能够较为准确地诊断出网架杆件的损伤位置．     

钢筋混凝土损伤梁动力特性的有限元分析

以钢筋混凝土梁为研究对象,基于Euler-Bernoulli梁理论和结构动力学理论,通过有限元分析,计算得到了不同裂纹状态下梁的固有频率和模态振型,研究了裂纹对梁振动响应的影响。结果表明,损伤结构动力特性对损伤的敏感性并不能简单的归结为高频一定敏感,低频一定不敏感,应视裂缝位置与振型节点关系而论。     

基于车致振动的桥梁损伤识别

基于移动车辆引起的桥梁振动,采用模式识别的聚类分析方法对桥梁结构损伤定位及损伤程度估计进行了研究．应用车致振动理论计算不同预设损伤位置和损伤程度的桥梁结构在相同移动车辆作用下的动力响应,记录其在测试位置的响应,形成损伤模式库;将在测试位置实际测得的响应与损伤模式进行比较,并利用聚类分析的近邻法识别桥梁结构是否出现损伤、损伤位置及其程度．为直观有效地表示识别结果,分别以损伤位置和损伤程度为独立坐标轴,用等值线和响应云图的方式展示比较结果．以移动荷载匀速通过某简支梁为例,验证了该方法的有效性和鲁棒性．数佰模拟结果表明．该方法能够有效地估计桥梁结构的榀作付罟和榀作程摩．     

基于动力参数的桥梁结构损伤识别方法研究

结合现场试验总结了几种基于动力参数的桥梁结构损伤识别的方法,阐述了这些方法的理论识别原理,并得出了以下结论:自振频率可以确定结构已经发生了损伤,振型变化和柔度矩阵法可以确定结构损伤的位置,刚度矩阵法可以获取结构的损伤程度。     

蒙特卡罗法在桥梁损伤识别中的应用

以桥梁结构损伤识别为研究对象,采用模态应变能损伤识别与蒙特卡罗法相结合的方法,讨论了测试噪声对桥梁结构损伤定位的影响。在分析过程中对模态的阶数、单损伤、多损伤及损伤部位等进行了研究,依据噪声影响下的模态应变能变化率定位结构损伤。以某连续梁桥为例验证了方法的有效性,利用蒙特卡罗法进行了1万次的计算,得到在不同损伤程度、不同损伤位置随测试噪声水平变化的识别率。研究结果表明,损伤识别率更能表征损伤识别方法,且符合工程实际需要。     

Application of non-detective techniques in traditional masonry structures

Study on the non-destructive detection techniques and damage identification method is of great importance in protecting and rehabilitating the ancient architectural structure. In order to identify the location and the grade of structural damages, a multi-point microtremor measurement is performed on carved brick screen walls at Songjiang area in Shanghai, and the observed dynamic parameters (natural frequencies and natural modal) are obtained. On the other hand, the dynamic parameters of the original structure are calculated by finite-element-method (FEM). Normalizing the observed and calculated parameters on unified physical quantity, the damages are located by the variation on vibration modal, and the grade of structural damages is quantitatively evaluated by stiffness losses based on the variation on vibration modal.     

曲面灰色关联性在桥梁静载损伤定位中的应用

基于灰色理论的关联性分析方法,首次提出两空间曲面相关性概念和灰色高斯曲率关联系数,并将其应用到基于桥梁静载试验的损伤定位中,提出对局部损伤非常敏感的静态位移高斯曲率置信因子,通过该因子对各测点的损伤进行精确判断;并将其运用在五跨连续刚构桥的损伤定位上,从定位的结果可以看出,定位的精度可以由测点布置精度来控制,还可以进行单损伤和多损伤的定位,因此该方法在桥梁损伤定位中具有较广阔的应用前景.     

矮塔斜拉桥施工状态下结构损伤识别研究

以广东省江肇高速公路西江特大桥为工程背景,选取最大双悬臂施工状态,采用MIDAS软件获取损伤状态下的各阶模态,将模态信号导入MATLAB中进行了Hilbert-Huang变换和小波变换,对结构损伤状况进行了识别判断,并对比了两种识别方法的识别效果.研究结果表明:Hilbert-Huang变换方法损伤识别效果良好,抗噪性强,但存在端点效应问题;小波变换方法损伤识别效果与所选小波基有关,不利于基准的选取,且小波识别需要消噪,消噪可能会导致损伤漏检.     

既有多梁式桥梁的损伤识别

讨论了利用量测的柔度矩阵定位损伤的方法。分别选用模态柔度和模态柔度曲率两种方法对多梁式T型梁桥的损伤识别进行研究;并定性分析了测试噪声对损伤识别结果的影响。为反映实际多梁式桥梁的损伤识别情况,采用符合实际多梁式桥梁结构构形的计算模型模拟结构损伤。通过一个简支多梁式T梁桥的数值试验验证了所提方法的可行性。结果表明在量测模态与频率数不多的情况下,所讨论的方法可用于识别多梁式桥梁的损伤。     

既有多梁式桥梁的损伤识别

讨论了利用量测的柔度矩阵定位损伤的方法。分别选用模态柔度和模态柔度曲率两种方法对多梁式T型梁桥的损伤识别进行研究;并定性分析了测试噪声对损伤识别结果的影响。为反映实际多梁式桥梁的损伤识别情况,采用符合实际多梁式桥梁结构构形的计算模型模拟结构损伤。通过一个简支多梁式T梁桥的数值试验验证了所提方法的可行性。结果表明在量测模态与频率数不多的情况下,所讨论的方法可用于识别多梁式桥梁的损伤。     

基于模态应变能和BP神经网络的混凝土框架结构损伤识别

采用模态应变能变化率和BP神经网络的两步损伤识别方法,对钢筋混凝土框架结构进行损伤识别研究.首先,利用单元的模态应变能变化率作为结构损伤定位因子,运用通用有限元ANSYS的APDL语言编制程序,计算模态应变能变化率;然后,利用BP神经网络进行损伤程度识别.该方法将二者优点相结合,并克服了单纯利用模态应变能难以准确计算损伤程度以及单纯利用BP神经网络样本巨大的困难.数值仿真结果表明,该方法适用于框架结构的损伤识别.     

桥梁结构损伤识别的预测模型研究

多元回归分析在工程实际和科学研究中有着广泛的用途，无论是对未来的经济预测还是对结构的健康评估都将起到重要的作用。介绍了基于数理统计理论建立多元逐步回归预测模型的方法，并将其运用到损伤识别领域。根据监测系统所获得的桥梁结构健康状态下的测试数据所建立的预测模型可用于桥梁结构的损伤识别，并且这种方法可考虑各种因素对结构响应量的影响，识别效果好，适用性强。     

悬浮隧道锚索涡激疲劳损伤分析

为了评估水中悬浮隧道锚索涡激疲劳损伤,根据Hamilton原理,考虑附加质量对锚索动力特性的影响,应用模态叠加法,引入Blevins升力模型和Vengugopal阻尼模型,计算了升力系数和无量纲模态振幅;通过疲劳累积损伤理论和S-N疲劳曲线,计算了锚索涡激疲劳损伤.研究结果表明:低质量比（m*m*>10）时,附加质量系数的影响可以忽略;锚索长细比大于100时,锚索涡激振动表现为多模态谐振;利用本文提出的方法可以较为准确地计算锚索涡激疲劳损伤,文中算例计算结果与物理实验结果比较发现,计算误差在5%的范围内.      

基于BP神经网络算法的土木结构损伤检测研究

结构损伤会导致其振动频率发生变化,基于频率测量的结构损伤识别方法简单方便,在结构健康监测领域应用广泛.本文在分析结构固有频率的基础上,把结构损伤识别问题分解为损伤状态辨别、损伤定位、损伤程度识别三个过程,对每个过程用模态参数构造标识量,并作为特征参数输入到神经网络中实现损伤识别.结合实验室一箱形钢梁的损伤检测试验进行了应用,收到满意的效果.