考虑损伤时变特性的大跨斜拉桥抗震性能研究

目前,大跨斜拉桥的抗震性能设计尚未考虑桥梁服役期内由于疲劳损伤累积对结构力学性能劣化的影响。文章依据连续介质损伤力学,研究了桥梁的疲劳损伤时变特性,基于动力弹塑性时程分析法获得桥梁在不同服役年限遭遇多遇和罕遇地震时的响应,依据其性能对照标准和地震损伤模型,研究桥梁抗震性能的时变特性,并以润扬长江大桥北汊斜拉桥为研究对象,研究了地震作用下考虑损伤时变特性的桥梁抗震性能的变化规律。结果表明:该桥在服役期内由于损伤累积导致了材料力学性能的劣化,结构的抗震性能呈现显著的时变特性。在遭遇多遇地震时,部分构件可能进入塑性,导致结构的地震损伤值可能超出规定限值;在遭遇罕遇地震时,结构的地震损伤不断增大,有发生倒塌的可能。结构在设计时均满足抗震设防目标,但随着性能的逐渐劣化,在一些工况下结构地震损伤值超过了抗震设防目标的损伤指标限值,这对结构的安全服役构成了潜在的威胁,因此对于服役期长且重要的大跨桥梁有必要进行考虑损伤时变特性的桥梁抗震分析,研究成果对类似桥梁的抗震设防具有重要参考意义。     

基于时序分析的锈蚀RC拱损伤识别:仿真与验证

针对钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土(RC)拱桥结构损伤问题,提出了基于加速度数据时序分析的锈蚀RC拱桥损伤识别方法.首先,考虑钢筋锈蚀等材料劣化因素,建立了钢筋锈蚀与结构刚度退化的映射关系;其次,借助ANSYS软件平台,建立了考虑初始刚度损伤的劣化RC拱肋有限元模型,并与试验数据进行了对比,验证了锈后有损结构有限元仿真的有效性;随后,基于经试验验证后的数值模型,得到了不同损伤工况下的RC拱加速度响应;然后,利用加速度响应建立时序模型,将待识别工况与完好工况的模型残差的方差之比作为损伤特征指标,获取了锈蚀率与损伤特征指标之间的定量关系,给出了针对不同钢筋直径的计算模式;最后,将室内模型试验的实测数据送入所建立的定量关系进行预测,计算结果与实测结果相差2.86％,进一步验证了所提方法的有效性.     

基于残差卷积网络的浮置板轨道钢弹簧损伤检测

针对传统故障诊断方法难以有效检测浮置板轨道钢弹簧损伤这一挑战性问题，提出了一种基于一维残差卷积网络的损伤检测方法；建立了车辆-浮置板轨道耦合动力学模型，得到了多种工况下列车通过导致的浮置板振动响应数据集；利用残差卷积网络对不同损伤情形下的振动响应进行特征提取和数据分类，实现了对损伤钢弹簧的准确定位；研究了残差卷积网络在不同传感器布置方案上的检测性能，分析了损伤钢弹簧和传感器之间的复杂位置关系对检测性能的影响规律，优化并确定了经济可靠的传感器布置方案。研究结果表明:传感器的位置越靠近浮置板中部，残差卷积网络对不同损伤情形下的数据分类准确性和鲁棒性越好；传感器的布置数量增多，损伤检测方法的性能也随之改善，但传感器过多地集中于浮置板中部并不会带来显著的性能提升；在浮置板中部的钢弹簧损伤比在浮置板端部的钢弹簧损伤更难识别；损伤检测方法在全覆盖式布置方案下达到了99.11%的分类准确率，对复杂多变的检测情景具有良好适应性，而优化后双传感器布置方案和三传感器布置方案的分类准确率分别达到了98.23%和98.96%，优化后传感器布置方案具有良好的检测性能，同时也保持了损伤检测方法对复杂情景的适应性。      

锈损钢筋混凝土结构截面刚度衰变分析

针对钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土截面刚度衰变问题,基于Python语言,开发截面刚度非线性仿真程序,建立无损伤截面与损伤截面二维数值模型;分别考虑混凝土强度、截面尺寸与材料劣化导致的钢筋屈服强度降低、钢筋截面面积减小和混凝土截面损伤等问题,开展无损伤截面与损伤截面的弯矩-曲率关系计算分析,提出了考虑锈蚀率、混凝土强度与配筋率的截面刚度退化实用计算模型。研究结果表明:混凝土强度和截面尺寸影响无损伤截面刚度,截面尺寸相对刚度的影响更明显;钢筋锈蚀对损伤截面刚度的影响极为显著,随着锈蚀率的增加,截面开裂时和钢筋屈服时刚度不断减小,且开裂、破坏阶段提前发生;刚度退化实用计算模型可为钢筋锈蚀损伤混凝土结构性能检测评定提供参考。     

水泥强度指标分布与增长速率分析研究

水泥是目前土木工程领域应用最为广泛的建筑材料。在实际应用过程中,由于受材料变化、生产工艺控制、环境条件变化等因素影响,同一源头生产供应的水泥产品强度指标波动较大,对工程管理造成了不利影响。为进一步了解水泥强度指标分布情况,本文对某公路工程3种不同来源水泥强度3d和28d强度指标检测数据进行了数理统计分析,总结提出了强度指标分布统计参数,比对了水泥在不同时期强度增长速度情况,可用于确定水泥强度指标现场控制要求、监控水泥性能动态波动等工作。     

分析桥梁结构的损伤现代检测与评估

基于桥梁结构损伤检测和综合评估具有的重要作用,在简单介绍桥梁结构无损检测的基础上,对传感器布置、结构损伤识别、响应识别和专家系统及其与人工神经网络的结合等关键问题进行深入探讨。     

桥梁结构的健康监测

概述结构的健康监测是指利用现场无损测量信息分析系统的特性参数,包括结构的响应,以识别结构的变化,从而揭示结构可能的损伤或质量退化。     

长寿命沥青路面动态响应数据的采集与分析方法

为了分析长寿命沥青路面的性能,提出了路面动态响应数据的采集和分析方法。通过安装动态称量系统,采集交通荷载参数;通过埋设路面传感器实测路面结构动力响应,研究路面结构的动态响应随荷载、温度、车速、偏移等的变化规律,分析不同结构的应力应变响应大小和特点,在此基础上构建路面应力应变响应的预估模型,最后利用FWD检测数据,反算不同结构沥青混合料模量,分析模量随温度的变化规律。     

旧桥加固的意义及注意事项

桥梁在建造和使用过程中，由于受到环境、有害物质的侵蚀，车辆、风、地震、疲劳、人为因素等外来作用，以及材料自身性能的不断退化．导致结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化。     

平板式ZrO2汽车氧传感器发展综述

庞大的汽车氧传感器市场、严格的汽车尾气排放法规和我国国内相关技术的欠缺,使得研究和开发具有我国自主产权的性能好、可靠性高的氧传感器产品显得尤为迫切和重要.目前,平板式ZrO2汽车氧传感器由于尺寸小,响应快,能耗低,易集成,在恶劣环境下工作稳定等优点成为汽车尾气控制的主流氧传感器,介绍了该传感器的结构、原理及研究进展、发展趋势.     

高速铁路桥梁-轨道体系检测监测与行车安全研究进展

为了提升桥梁-轨道结构服役安全性能,保证复杂环境条件下高速铁路结构适应性和行车安全舒适性,研究了高速铁路桥梁-轨道体系检测监测装备的改进与优化,分析了桥梁-轨道结构服役性能动态演变规律,总结了复杂条件下桥上行车安全评价与预测方法,展望了未来研究重点与方向.研究结果表明:在桥梁-轨道体系检测监测技术方面,现有研究聚焦于传...     

电动汽车无线供电系统电能发射线圈设计与切换控制

针对采用级联式发射线圈的电动汽车无线供电系统中线圈切换时存在的互感急剧下降及汽车位置检测困难的问题,提出了一种对嵌式电能发射线圈,并根据互感稳恒原则及其计算方法,给出了对嵌式电能发射线圈主要参数的设计方法,提出了一种双线圈式车体位置检测传感器,给出了传感器的尺寸参数设计方法及电能传输系统对传感器的干扰抑制方法,阐述了级联式发射线圈的切换控制策略.基于Ansoft Maxwell平台、Matlab/Simulink平台和电动汽车ICPT无线供电系统实验平台分别对研究成果进行了仿真分析和实验验证,结果表明:实验实测互感值波动率约为8%,车载拾取电压波动率约为10%,对嵌式能量发射线圈能够有效地缓解ICPT无线供电电动车在切换过程中的互感下降问题;双线圈式车体位置检测系统能够有效地在40 kHz能量通道电磁场的干扰中拾取位置信号,表明该位置检测方案及切换控制策略的可行性.      

斜拉桥损伤可识别性传感器的优化布置方法

为使布置在斜拉桥上的传感器识别出的模态参数对结构损伤足够敏感,从传感器优化布置的损伤可识别性要求出发,应用参数试验法和参数相关性理论,提出并得到一种包含所有单元损伤信息的节点自由度损伤信息指标,对该指标排序可获得节点自由度包含损伤信息多少的次序,即每个自由度的损伤敏感性排名,此过程无需优化迭代.在此基础上利用传感器优化布置的第1类方法继续分析,避免了迭代或优化效率低下等缺陷,可得到既满足损伤可识别性,也满足模态可观测性的传感器布置位置.在单塔双索面斜拉桥上,展示了本文方法的实现过程,与EI（effective independence）法相比,损伤信息总量:3阶时高出589;4阶时高出582;5阶时高出591.      

自动化检测技术在沥青路面大中修设计中的应用

自动化检测主要检测指标包括路面破损、道路平整度、路面弯沉、路面抗滑、路面车辙、前方图像等等,随着公路建设的快速发展,我国大部分国省干线等普通公路进入了大中修阶段,路面自动化检测技术用来检测路面的建设施工质量及运营使用期性能,能够及时、准确的提供公路基础信息。协助设计者提出最佳的防治措施和修复方案,对于具体项目制定有针对性的设计方案。自动化检测有力地推进了工程设计的科学化、现代化,本文探讨了自动化检测技术在沥青路面大中修设计中的应用方法。     

小波变换在输电塔结构损伤位置识别中的应用

采用小波变换极大值在多尺度上的变换规律表征信号突变点的性质,从而确定信号有无奇异点并确定其位置,进而对等截面悬臂梁进行损伤位置识别。然后将该小波变换方法应用于大型输电铁塔的损伤位置识别。考虑到对大型结构施加荷载和监测变形曲线较为困难,提出了利用环境激励下的加速度响应沿高度变化的曲线作为基本信息进行小波变换的识别方法。结果表明,该方法能有效地识别沿高度刚度均匀分布或渐变的高耸格构式塔架的损伤位置,对存在刚度突变的塔架无法有效地识别刚度突变处的损伤。     

基于无线网络的振动监测系统的设计与实现

本文介绍了一种基于振动传感器ADXL105的无线传感器网络节点的设计。详细介绍了节点的硬件组成和软件实现。该节点性能可靠稳定,并能实现低功耗工作,适用于环境状况及建筑物健康状况的远程监测。针对健康监测设计了一种基于CSMA方式的单跳传感器网络通信协议,给出了实验结果。     

基于弹性模量缩减法的随机极限承载力分析

为确定工程结构的随机极限承载力,结合弹性模量调整策略和摄动随机有限元法,提出一种基于弹性模量缩减法的随机极限承载力分析方法.首先利用摄动随机有限元法计算结构的随机响应量和单元可靠指标,并定义单元可靠指标均匀度和基准可靠指标,进而论证随机极限分析的比例加载条件及随机响应量的比例关系;然后通过有策略地缩减低可靠度单元的弹性模量,以模拟结构的失效演化历程,形成一系列静力容许应力场,进而根据塑性极限分析理论确定结构的失效模式及其对应的随机极限承载力.算例分析结果表明,该方法通常只需要迭代15步左右即可收敛,与蒙特卡洛法（抽样50万次）的相对误差在0.5%以内.      

Cyclostationary property based spectrum sensing algorithms for primary detection in cognitive radio systems

To implement the primary signal without interference in cognitive radio systems, cognitive radios can detect the presence of the primary user in low SNR. Currently, energy detector is the most common way of spectrum sensing because of its low computational complexity. However, performance of the method will be possibly degraded due to the uncertainty noise. This paper illustrates the benefits of one-order and two-order cyclostationary properties of primary user’s signals in time domain. These feature detection techniques in time domain possess the advantages of simple structure and low computational complexity comparing with spectral feature detection methods. Furthermore, performance of the one-order and two-order feature detection is studied and the analytical results are given. Our analysis and numerical results show that the sensing performance of the one-order feature detection is improved significantly comparing with conventional energy detector since it is robust to noise. Meanwhile, numerical results show that the two-order feature detection technique is better than the one-order feature detection. However, this benefit comes at the cost of hardware burdens and power consumption due to the additional multiplying algorithm.     

复杂生产过程的小故障检测与分类方法

为监测复杂生产过程的状态,根据多元统计过程控制方法和支持向量机理论,将累积和控制图原理扩展为多变量的形式对过程数据进行预处理,并通过主元分析方法提取复杂生产过程的关键信息,得到有效的小故障数据,进而构建计算正常数据的统计量阀值及故障数据的Hotelling T平方统计值（T2）和平方预测误差值,实现了复杂生产过程的小故障模式检测,并采用支持向量机多分类方法将检测到的故障进行了分类.沥青混合料生产过程的仿真研究表明:在集料均值发生小波动、周期性上升和下降3种小故障模式下,故障检测识别率均达到95%,与主元分析方法相比平均提高了75%;分类准确率达到92.5%,与BP神经网络方法相比提高了19.3%.