基于神经网络和随机森林的船舶横摇预测

本文针对船舶在随机海浪中的运动,通过分析海浪波能谱、海浪波倾角谱、海浪有效波倾角谱和船舶受力运动,建立随机海浪模型,并用Matlab对海浪波倾角、有效波倾角以及船舶横摇运动进行仿真实验。根据实验数据,采用BP神经网络与随机森林分别及融合预测方法对船舶横摇运动进行预测。通过船舶实际横摇与预测结果对比分析可知,BP神经网络与随机森林组合预测方法更为精准,为船舶横摇预测控制及船舶稳定平台控制奠定了基础。     

海浪磁场噪声的仿真与消除

基于J.T.Weave的海浪电磁场的理论模型和PM海浪谱,对海浪磁场噪声进行了仿真,通过分析海浪磁场的频谱特性,发现海浪磁场和远程目标磁场的频谱是分开的,利用低通滤波器消除海浪磁场噪声,从而提高对远程磁性目标的探测精度.     

影响水下测波精度的原因分析

基于水下测波工作原理和测波环境分析,运用海浪谱理论,对运动坐标系下产生测波误差的因素逐一进行了分析,同时通过仿真和实验验证,确定了影响水下测波精度的主要因素,指出了消除水下测波误差,提高测波精度主要途径,进而对现役测波装备的改进提供了理论依据.     

城际动车组车轴应力谱的极值推断

为评估车轴的可靠性或扩展车轴的应力谱,需要预判车轴全寿命期内的最大应力. 首先,综合考虑推断精度和统计效率等因素,基于Sturges公式选取0.5 MPa为组距对实测车轴应力-时间历程进行雨流计数,得到车轴应力的经验累积分布函数. 其次,针对不同的门槛限值计算应力的经验均值超限函数,通过确定经验均值超限函数的拐点确定合理门槛限值. 然后,基于Pickands-Balkema-de Haan定理,利用广义帕累托分布拟合车轴应力的超限分布函数,并通过拟合分布外推车轴全寿命期内的最大应力. 最后,利用实测车轴应力数据进行了验证. 研究结果表明:为评估车轴寿命期内的最大应力,大约需要不少于 3000 km 的线路测试;基于13.5 t轴重实测数据推断的应力极值比基于14.1 t轴重计算的校核应力高出13%,因此完全按照设计轴重满载运营,需格外谨慎.      

运动状态下舰船本体X波段RCS统计特征分析北大核心CSCD

[目的]为明确舰船运动对实船雷达散射截面(RCS)测量统计结果干扰的情况,开展各种运动状态下舰船本体X波段RCS的统计特征分析。[方法]构建低海况运动状态下舰船本体动态RCS仿真方法,以DTMB 5415水面舰船标准模型为基础,构建水动力仿真和电磁散射统一模型,获取在水平入射方向上X波段雷达波探测的舰船动态RCS数据,分析统计时间、海况、航速和浪向角对RCS统计特征的影响边界及影响规律。[结果]舰船本体动态RCS统计特征与静止状态下的存在差别;在低海况下,舰船总的RCS特征值受海况、航速及浪向角的影响范围在0.9 dB以内;舰船特征方向上的RCS对浪向角变化的较为敏感,并随着海况的增加逐渐降低。[结论]研究成果有助于掌握舰船运动对实船RCS测量统计特性的干扰情况,可为实船RCS测量工况的选择提供支撑。     

导管架式海上风机基础频域疲劳分析

海上风机基础长期受到环境载荷作用，其管节点、过渡段等薄弱部位易产生疲劳破坏，需进行疲劳强度校核。通过有限元软件建立结构模型，参考DNVGL-RP-C203划分结构有限元网格。由AQWA计算波浪载荷，Bladed计算风机气动载荷，使用APDL命令流快速加载、求解并读取结构应力。采用谱分析方法计算载荷单独作用下的结构应力谱，使用谱叠加原理计算风浪同时作用下的结构应力谱，采用Dirlik解析式计算疲劳寿命，完成疲劳校核，并给出优化建议。     

深汕特别合作区望鹏大桥斜拉桥抗震性能分析

为研究大跨度斜拉桥抗震性能,以深汕特别合作区望鹏大桥工程为研究对象,采用反应谱法和非线性时程分析法,对双拱形桥塔钢-混组合梁大跨度斜拉桥在E1、E2地震作用下的地震反应进行对比分析。结果表明,两种分析方法得到的结果能够互相补充、印证,确保计算得到的结构内力和变形能够反映实际地震作用下的结构反应;望鹏大桥主桥抗震性能满足预期目标,设置阻尼器能有效改善大跨度斜拉桥的抗震性能。     

重载铁路400 m小半径曲线线桥偏心整治效果及演化趋势预测

以朔黄重载铁路恢河特大桥为研究对象，分析重载铁路400 m小半径曲线地段线桥偏心超限问题并提出整治措施，进而研究线桥偏心整治效果和演化趋势。结果表明：整治后线桥偏心最大值由200 mm降低为70 mm，轨道、桥梁运营性能指标均显著改善；利用奇异谱分析理论建立恢河特大桥线桥偏心值演化趋势的预测模型，模型验证效果良好；线桥预测偏心发展规律与监测结果基本相同，两个月内线路中心线向曲线内侧发展2 mm左右，线桥偏心整治效果良好。     

波形钢腹板箱梁桥地震响应特性分析

以某一大型波形钢腹板连续箱梁桥为依托，结合有限元分析软件对梁桥进行模态分析获得梁桥的基本动力参数，采用反应谱和时程分析法，分析梁桥在地震力作用下的应力和位移响应。研究结果表明：波形钢腹板梁桥基频为0.834 Hz,振型为对称竖弯，相较于混凝土腹板箱梁具有较好的竖向抗弯刚度和较小的扭转刚度。在EL-Centro波和天津地震波作用下，竖向地震力对波形钢腹板梁桥结构应力和位移影响最大，最大位移出现在中跨跨中位置，最大应力出现在0号块附近钢混连接处。两种分析法的位移和应力分布规律一致，其中反应谱法的应力大于时程分析法。     

弹射冲击荷载下高速铁路路基振动加速度时频特性

高速铁路具有运营时速快、平顺性高等特点，将其作为列车机动发射站坪具有一定的优势，其振动加速度作为高铁路基结构破坏的关键参数有重要的研究价值.借助ANSYS有限元分析软件，结合弹塑性理论并引入三维一致粘弹性人工边界及其边界单元，建立半无限长无砟轨道-路基-地基非线性耦合静力学分析模型；在此基础上进行模态分析，得到了模型系统的振型、固有频率，进而建立了动力分析模型，并对比弹性地基梁板模型进行模型验证；基于上述动力分析模型，结合弹射冲击荷载得到了各结构层加速度时域信号；最后，基于EEMD-HHT变换对加速度信号进行时频分析.研究结果表明：各结构层加速度在荷载突变处取得瞬时加速度峰值，在0.17 s处取得加速度幅值；各结构层加速度成分主要分布在0～20 Hz，其中，2 Hz及10 Hz两处有明显峰值，且在2 Hz附近分布最为集中；自密实混凝土层、底座板、基床表层几乎没有发生加速度成分的吸收，而基床底层及以下有较大幅的吸收，因此，应重点关注0～20 Hz超低频范围内的基床表层及以上结构层的动力响应.