结构频率和索力指标的拉索损伤快速识别方法

基于结构多阶频率平方变化率,将拉索损伤识别转化为有约束线性最小二乘优化问题,采用迭代逼近法对其进行求解,以实现对拉索损伤的初步识别;运用局部拉索索力指标对初步识别的具有对称位置的可能损伤拉索进行准确定位;通过修正损伤识别模型中系数矩阵A实现对拉索损伤度的有效识别.以某下承式钢管混凝土拱桥为例,通过仿真分析验证了该方法的有效性.结果表明,该方法能够快速、准确识别桥梁拉索的损伤位置,且对损伤度的识别总体精度较高,该方法对于大型对称桥梁拉索损伤识别及健康监测具有较大的工程实用价值.     

小波包和频响函数随机-模糊统计的斜拉桥损伤识别

针对单点损伤识别方法的缺点,提出了基于频响函数和小波包能量谱的斜拉桥多点损伤识别指标.对结构损伤前后的频响函数值进行了随机-模糊均值处理,将处理的频响函数作为基进行小波包能量谱分析,提取能量累积变异值进行损伤识别,并进行了独塔斜拉桥模型的试验研究和连续梁与简支梁的数值仿真.分析结果表明:桥梁上有1处和2处损伤时都可被识...     

线性代数方程组正交化列处理法

给出对任意的n×m阶相容性或不相容性线性代数方程组均有效的一种新的迭代算法 .证明了算法求解过程 .在经过m次迭代后 ,必然求得该方程组的理论上精确的解或最小二乘解 .分析了该算法的计算复杂度、数值稳定性和内在并行性     

基于2D弹性理论的船舶板结构无网格技术

应用无网格局部Petrov-Galerkin法对船舶平直板结构进行了研究。运用最小二乘法和加权余量法来求解结构位移场量的逼近函数,给出了问题的控制方程和刚度方程。通过算例与有限元法计算结果进行了比较分析,验证了文章提出方法的正确性。文章研究对于分析船舶结构变形和应力具有良好的适用性。     

移动载荷识别的B-样条函数逼近法

基于欧拉梁振动理论及最小二乘法，提出了利用B－样条函数逼近法识别桥上移动荷载。通过B－样条函数拟合桥梁挠度识别桥梁模态响应，由梁的模态方程和最小二乘法识别桥上移动载荷。并进行了计算机仿真，获得了令人满意的效果。该方法具有很强的实用性和抗噪声干扰能力。     

圆柱刀侧铣叶片曲面的刀位规划

依据叶轮叶片给出的初始型值点,利用四重节点的三次准均匀B样条插值方法,建立直纹面形式的叶片曲面.研究圆柱刀侧铣叶片曲面的刀位规划,利用两点偏置法进行初始刀位的确定,在此基础上,建立圆柱刀初始刀轴轨迹面在多点处逼近叶片曲面等距面的超定方程组,并利用求解线性最小二乘问题的豪斯荷尔德变换法求解,进行进一步的刀位优化,最后给出具体的计算结果.计算结果表明利用这一操作过程来进行圆柱刀侧铣叶片曲面的刀位规划是行之有效的.     

利用最小二乘法实现2004规范徐变系数的指数函数拟合

对2004年“公路桥规”提出的徐变系数函数先采用基于线性最小二乘法的分段拟线性回归法进行初步曲线拟合,再采用非线性最小二乘法对徐变系数进行进一步的曲线拟合,将徐变系数函数方便准确地拟合成指数函数。解决了在计算徐变时寻求递推公式来求解徐变杆端内力的问题。通过算例,说明该方法实用可行,拟合精度高。     

基于改进同伦算法的非线性最小二乘平差

为了寻求一种更有效的非线性最小二乘平差算法,根据同伦思想提出了一种改进的同伦算法．该算法直接从非线性方程入手,将非线性最小二乘平差准则转化为同伦最小二乘平差准则;根据最优化问题的极值条件,将同伦最小二乘平差准则转化为求解非线性方程组的不动点同伦问题;在Li-Yorke算法的基础上,对切向量及步长求解进行改进,并用于求解微分方程初值问题,进而跟踪同伦曲线．对改进同伦算法的收敛性进行了分析,并采用Matlab语言编程进行了试验．结果表明,较之牛顿迭代法和Li-Yorke算法,改进同伦算法是一种结果稳定、精度较高、速度较快和收敛域扩大的整体收敛方法．     

基于最小二乘法的道路平面线形设计方法

在道路改建中,曲线设计法是最大限度利用原有路基的有效方法.采用多项式拟合曲线对公路工程线形设计实例进行设计研究,并将设计计算结果与三次样条函数设计法进行比较.研究表明,基于最小二乘法原理的多项式曲线拟合法与三次样条函数设计法的计算结果接近,同样能满足路线设计规范的要求,且计算过程更为简便,值得在设计工作中参考和应用.     

基于随机激励响应的参数识别相关函数法

以桥梁节段模型风洞试验为工程背景,建立桥梁节段模型的竖向和扭转耦合振动微分方程.风荷载对桥梁的作用可以考虑为气弹阻尼力、气弹刚度以及高斯随机激励力;利用随机振动理论,推导了随机激励下两自由度振动响应的相关函数方程,利用最小二乘法构造参数识别方程.提出了基于随机激励响应的参数识别相关函数法,并用数值模拟方法验证了该方法的有效性,最后将该方法应用于识别风洞试验系统中的刚度矩阵和阻尼矩阵.研究结果表明:在低风速条件下,方法所得结果与自由振动时域识别法获得的结果接近.     

基于奇异值分解的混沌时间序列Volterra预测

提出一种用于混沌时间序列预测的奇异值分解Volterra滤波器.在Volterra滤波系数计算过程中,采用奇异值分解的方法得到线性方程组的最小二乘解.4种混沌序列的预测实验表明:该滤波器对混沌流的预测性能远优于NLMS自适应Volterra滤波器,前者的一步预测相对误差比后者小3~4个数量级.     

人-结构竖向相互作用两类简化模型分析

基于质量-刚度-阻尼（mass-spring-damper,MSD）和质量-刚度-阻尼-附加质量（mass-spring-damper-rigid mass,MMSD）两类简化分析模型,采用正则化结构振型函数建立简化的人-结构竖向相互作用动力方程. 针对具有非比例阻尼特性的动力方程,采用状态空间法求解耦合系统瞬时频率和阻尼比,讨论两种耦合动力方程的区别以及结构在人行荷载作用下频率和阻尼比的变化规律,分析人-结构耦合状态下结构加速度响应的差异. 结果表明:考虑人-结构竖向相互作用时,两类动力方程的结构阻尼比显著增大,结构瞬时频率略有减小,瞬时阻尼比峰值平均提高31.67%,瞬时频率峰值平均仅减小0.29%; 结构人致振动分析时应考虑人-结构竖向相互作用;MSD和MMSD两种模型分析情况下,结构动力响应差异很小,均方根加速度值的差异仅为0.34%.      

基于自回归条件异方差转换指标的非线性损伤识别

为了解决时域非线性损伤的识别问题,基于自回归条件异方差（ARCH）模型的基本理论给出了ARCH模型建模的定阶方法及模型参数估计的极大似然估计法;分析了结构非线性损伤的特性,提出了基于ARCH模型的非线性损伤识别原理;考虑到基于自由度的损伤指标难于判断损伤位置,故提出了一种自回归条件异方差转换指标;在测量误差和模型误差的影响下,使用3层框架结构的非线性损伤试验来验证该损伤指标的有效性. 试验结果表明:非线性间隙距离为0.05 mm和0.10 mm时,损伤位置第3层的自回归条件异方差转换指标值比传统的倒谱测距转化指标值高21.7%以上;当非线性间隙距离为0.20 mm时,第3层的自回归条件异方差转换指标值比倒谱测距转化指标值高3.7%.      

传感器性能退化与结构损伤响应异常区分研究

针对现行结构损伤检测方法仅考虑了环境和荷载对损伤的影响,未考虑传感器因时间和环境变化导致的性能退化从而严重影响损伤诊断率的问题,考虑到传感器性能退化的局部性及结构损伤的全局性,利用最小均方差估计与广义极似然比（GLRT）理论检测结构响应异常,结合统计质量控制图的控制指标超出界限的波动样式判断异常来源,并通过简支梁数值算例验证了本文提出的方法.研究结果表明:利用广义极似然比可以有效检测响应异常,利用控制图可以辨别响应异常来源;传感器性能退化导致控制指标超出界限的波动为非平稳波动,而损伤导致控制指标在一定范围内的波动为平稳波动.      

Numerical study on vortex induced vibration of a flexible plate behind square cylinder with various flow velocities

The vortex induced vibration （VIV） of a flexible plate behind the square head with various flow velocities is simulated. The closely coupling approach is used to model this fluid-structure interaction problem. The fluid governed by the incompressible Navier-Stokes equations is solved in arbitrary Lagrangian-Eulerian （ALE） frame by the finite volume method. The structure described by the equations of the elastodynamics in Lagrangian representation is diseretized by the finite element approach. The numerical results show that the resonance occurs when the frequency of vortex shedding from square head coincides with the natural frequency of plate. And tile amplitude of both the structure motion and the fluid load keeps increasing with the time. Furthermore, it is also found that in particular range of flow velocity the vibration of the plate would reach a periodical state. The amplitude of plate oscillating increases with the growth of velocity, while the frequency is locked.     

Initial pre-stress finding and structural behaviors analysis of cable net based on linear adjustment theory

The tensile cable-strut structure is a self-equilibrate pre-stressed system. The initial pre-stress calculation is the fundamental structural analysis. A new numerical procedure was developed. The force density method is the cornerstone of analytical formula, and then introduced into linear adjustment theory;the least square least norm solution, the optimized initial pre-stress, is yielded. The initial pre-stress and structural performances of a particular single-layer saddle-shaped cable-net structure were analyzed with the developed method, which is proved to be efficient and correct. The modal analyses were performed with respect to various pre-stress levels. Finally, the structural performances were investigated comprehensively.     

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装过程线形调整

工程实例证明,针对大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装过程中出现的线形调整问题,推导出用最小二乘法对其进行调整的基本方程．提出用解决扣索变原长问题的方法来模拟扣索张拉的实际过程,是正确实用的。     

基于概率烈度的结构抗震损伤可靠性分析

基于结构在地震作用下的不同程度损伤,探讨了更为准确、实用的抗震可靠性分析方法。以混凝土多孔砖砌体结构为例,采用抗震损伤指标标定结构在地震作用下的损伤状态等级,将结构损伤状态分级化;考虑抗震设防区实际地震烈度的发生概率,引入概率烈度来改进传统的可靠度计算公式,构建了基于概率烈度的结构抗震损伤可靠性分析方法。实现结构抗震损伤状态及其概率的分级量化评价,为进一步结构抗震研究及抗震风险评估提供分析基础。     

城市轨道交通乘客满意度测评模型

客运服务质量是城市轨道交通运营生存和可持续发展的关键,评价城市轨道交通客运服务质量的重要方法是进行乘客满意度测评。借鉴美国顾客满意度指数(ACSI)模型,构建了我国城市轨道交通乘客满意度测评模型,从服务质量、服务设施、服务安全、服务环境等4个方面确立了指标体系,并采用偏最小二乘法对模型进行估计。通过对某城市地铁的调查,测得了城市轨道交通客运服务的整体满意度,并深入分析了每一指标的影响力。最后实例验证了所建立的模型的实用性。