基于模态分析理论和神经网络的斜拉桥拉索损伤识别研究

将振动模态分析和神经网络技术结合起来,以振动模态构造的损伤标识量作为神经网络识别输入的特征参数,进行结构健康监测。根据云阳长江公路大桥设计资料,考虑桥梁拉索结构的单构件损伤、2个构件损伤、3个构件损伤3类损伤工况,分别采用了模态频率、位移振型模态、曲率模态3种指标作为神经网络的输入参数,共建立9个BP神经网络模型进行了桥梁损伤识别的研究。研究结果表明基于振动模态分析理论和BP神经网络的桥梁损伤识别方法可用于识别斜拉桥拉索结构的损伤位置和损伤程度。     

Levenberg-Marquardt法与Gauss-Newton法相结合在桥梁结构静力参数识别中的应用

目前用于服役桥梁结构静力参数识别的算法主要有Gauss-Newton(G-N)法和Levenberg-Marquardt(L-M)法,但是两种方法各有缺点,G-N法不能有效地处理奇异和非正定矩阵以及对初始点要求苛刻,L-M法虽然能克服G-N法迭代矩阵奇异的缺点,但由于阻尼因子的存在使得识别结果精度较为粗糙。结合二者的优缺点提出:先采用L-M法进行初步识别,再由L-M法初步识别结果作为G-N法的初始值进行再识别的方法,通过MATLAB自编程序实现对实际结构参数的优化求解,从而提高参数识别精度。文中最后以一连续粱的数值模拟试验验证了该法的有效性,比较结果表明,本文方法的识别精度要达到L-M法的2倍之多,能大大地提高识别结果的精度,从而保证了识别参数的可靠性,为服役桥梁结构的进一步状态评估提供了结构模型可靠的量化信息。     

基于信赖域算法的连续梁桥动力损伤识别

鉴于信赖域算法在求解非线性二次规划问题中具有良好的全局收敛特性,同时结合有限元模型修正技术,引入有效弹性模量损伤因子和损伤分布函数的概念,在Matlab编程环境下调用ANSYS有限元程序中的APDL语言进行桥梁空间结构的有限元建模,利用信赖域算法调整局部单元(组)的参数,通过连续损伤分布插值多项式拟合连续区段各单元(组)的损伤分布曲线,进而实现了对连续梁桥的动力损伤识别。数值算例表明该方法能准确、有效地判断桥梁结构的损伤发生、损伤区域以及损伤程度,同时该损伤识别过程可以结合二次精细划分单元(组)的方法来提高识别的精度和准确性。     

基于RBF神经网络识别路面谱的新方法

路面不平度是车辆行驶中振动的重要激励。为了识别路面不平度的功率谱密度函数(路面谱),提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络识别路面谱的新方法。该方法以7自由度汽车振动模型为基础,以MATLAB软件仿真得到的汽车车身质心垂直加速度谱为神经网络理想输入样本,以GB7031-86建议的路面谱为神经网络理想输出样本,应用RBF神经网络建立汽车车身质心垂直加速度谱和路面谱之间的非线性映射模型。另取一组仿真得到的车身质心垂直加速度谱代入已训练好的网络进行路面谱识别。结果表明:该方法具有较强的抗噪声能力和较理想的识别精度,识别的路面谱与拟合的路面谱吻合一致。     

基于人工神经网络和遗传算法的大跨连续梁桥参数相关分析

主要论述了如何采用改进的BP神经网络和遗传算法进行现场施工参数的识别。为解决混凝土的容重、弹性模量所引起的误差,在丹江口二桥的施工控制过程中,采用3层BP神经网络进行混凝土的容重、弹性模量的识别;为确定预应力损失引起的标高偏差,引入了遗传算法对其建模分析,取40个初始染色体群,以5个世代繁衍不再出现更优的染色体作为终止GA计算的条件。文章以这两种方法在丹江口二桥施工过程的预测控制分析中的成功运用为实例,证实了神经网络控制理论和遗传算法在连续梁桥的施工过程的预测与控制中的实用性和有效性。     

部分敷设隔声去耦瓦的双层壳声学特性研究

通过物理实验研究双层圆柱壳部分敷设隔声去耦瓦时结构的声学性能,基于有限元法和边界元法,讨论部分敷设隔声去耦瓦以及敷设部位对结构声辐射性能的影响,结果表明:部分敷设对结构整体降噪效果并不明显,如果要减小结构的辐射,在条件允许的情况下应尽量选择全部敷设;不同的敷设部位"阻隔"声辐射的效果是比较明显的,但对振动的影响没有明显规律,结构的振动响应与隔声去耦瓦和结构形式的关系都比较密切,而并不是仅与隔声去耦瓦的敷设部位有关。     

一种变压器耦合串联型三相二重化电压源逆变器的谐波特性分析

多重化电力变换器具有良好的输出特性,其有效开关频率高、波形质量好、动态响应快、冗余度高,在大容量电力变换器中占有优势.文章深入分析了一种变压器耦合串联型三相二重化电压源逆变器及其谐波特性,阐述了其物理意义,揭示了多重化后逆变器输出谐波的相位关系和对消规律.物理意义明确,易于理解.分析方法具有普遍性,可以应用于任意重化逆变器的谐波分析.     

消声瓦的吸声机理研究

在深入研究消声瓦吸声机理的基础之上,分析不同结构参数和材料参数对消声瓦吸声性能的影响。由此可见对消声瓦吸声性能的研究,是寻求消声瓦参数之间最佳匹配的基础,这对于研制高性能的消声瓦有着重要的理论意义。     

阻抗管中多自由度波导抑振器的声辐射

多自由度波导抑振器通过自身的运动来抑制弹性基板中弯曲波的传播,但其自身的运动也将引起声波向周围介质辐射。为了定性研究其声辐射性能,在物理建模时,将波导抑振器视为由一个单极子共振器(类似于Helmholtz共振器)和一个偶极子共振器复合而成的结构。单极子共振器通过一根弹性细杆连接在弹性基板上。在外界振动的激励下,单极子共振器产生一个振荡的体积速度,偶极子共振器产生一个振动的偶极子弯矩。它们都将在介质中引起相应的声辐射。由于该模型具有损耗阻尼,因而可以耗散部分振动能量。同时,在单极子共振器的共振频率处,受激振动声辐射将出现峰值,而在偶极子共振器的共振频率处,由于受弯矩阻抗特性的影响,该频段的受激振动声辐射将产生一个阶跃。水声阻抗管中的试验研究证实了这一结果。     

Study on fast calibration of a ULA＇s gain and phase error

Array calibration is important in engineering practice. In this paper, fast calibration methods for a ULA＇s gain and phase errors both in far and near fields are proposed. In the far field, using a single sound source without exact orientation, this method horizontally rotates the array exactly once, performs eigen value decomposition for the covariance matrix of received data, then computes the gain and phase error according to the formulas. In the near field, using the same single sound source, it is necessary to rotate the array horizontally at most three times, build equations according to geometric relations, then solve them. Using the formula proposed in this paper, spherical waves are modified into plane waves. Then eigen values decomposition is performed. These two calibration methods were shown to be valid by simulation and are fast, accurate and easy to use. Finally, an analysis of factors influencing estimation precision is given.