A signal decomposition method based on repeated extraction of maximum energy component for offshore structures

Contrary to most signal decomposition methods that usually decompose an original signal into a series of components simultaneously, a novel approach based on repeated extraction of Maximum Energy Component (MEC) is proposed. The approach starts from determination of the MEC referring to the estimated Power Spectral Density (PSD) function, and then represents the MEC by employing an exponential function to fit the original signal. By defining a stopping criterion based on two adjacent estimated PSDs, each MEC can be accurately extracted with an improved performance throughout the entire signal decomposition. To verify the proposed method, a single degree-of-freedom system subject to harmonic loads has been examined. Numerical results show that the analytical response can not only be decomposed into four MECs corresponding to the excitation and the system, respectively, but also provide an accurate estimation of natural frequency and damping ratio of the system. Meanwhile, by observing results from the Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD), Variational Mode Decomposition (VMD) and Prony based on state-space model (Prony-SS), an improved decomposition accuracy has been achieved from the proposed approach. Furthermore, experimental data from the Norwegian Deepwater Programme and two sets of field-test data from one fixed offshore platform and an offshore wind turbine have been used to demonstrate the correctness of the developed signal decomposition method. It is noted that divergence in results by Prony-SS can be observed when a very large model order is used, while the proposed method provides the better decomposition and reconstruction of signals.     

基于结构疲劳动态可靠性分析的船舶结构概率损伤容限设计

本文根据结构可靠性理论，提出了一种基于结构疲劳动态可靠性分析的损伤容限分析方法，给出结构疲劳裂纹随机扩展过程中疲劳寿命分布和结构疲劳可靠性的表达式。在给定与疲劳寿命有关的各参数条件下求得动态可靠性曲线，从而在结构设计中根据可靠性要求确定或选择设计参数。     

曲线弯梁桥振动理论分析

利用广义坐标法和能量原理推导曲线梁桥的振动控制微分方程,解释曲线梁桥振动理论与直线梁振动理论的异同点,在推导质量矩阵的显式表达式过程中考虑截面扭转中心与截面形心的不一致。随后给出了曲线梁动力分析的有限元方法,并完成了相应电算程序的编制。最后通过实例分析并验证本文所提计算理论和计算方法的正确性。     

用动态规划方法优化设计船舶车辆甲板结构

基于规范的车辆甲板结构优化设计在数学上是一个较大的非线性规划问题，而且为了满足实际需要，其中一些变量只能离散变化。本文将该问题处理为三阶段决策问题，因而能运用动态规划方法有效地求解。通过一个实例详细说明求解过程，从中看出应用动态规划方法解决基于规范的船舶结构优化设计问题的特色。     

柴燃并车试验台齿轮箱动态仿真与实验

以带同步超越离合器的并车齿轮箱传动系统的研究对象，讨论系统动力学模型，用模态分析法与状态空间法，对多自由度时变非线性方程组求解，利用所建的动态分析仿真模型，分别对柴或燃运行方式的斜齿柱齿轮传动系统动态仿真得出结果与实验结果相近，对柴燃联合动力装置切换点选择和数字仿真模型的确立有参考价值。     

基于智能网与OTA的动态组呼业务

组呼业务在铁路通信中扮演着重要角色,目前中国铁路采用语音组呼业务（VGCS）实现铁路调度通信.VGCS的参数预先配置在系统中,用户可以迅速地实现某些固定的组呼.随着中国铁路飞速发展,越来越多的铁路场景需要建立临时组呼业务,而VGCS并不能满足全部要求.为此,提出了基于智能网和空中下载（OTA）的动态组呼业务,并设计出具体实现方案.     

高铁济南黄河特大桥钢桁梁主桥动力性能研究

高铁济南黄河特大桥为京沪高铁和太青客运专线四线共建桥,其主桥采用(112+3×168+112)m下承式连续刚性梁柔性拱型式.采用现场测试与有限元分析相结合的方法,对济南黄河特大桥钢桁梁主桥的动力性能、行车安全性和平稳性进行研究.结果表明:桥梁横向、竖向刚度均满足相关规范和设计文件要求;实测梁体横向和竖向1阶自振频率分别为1.57和1.72 Hz,与测试速度内动车组的横向和竖向强振频率相距较远,未出现共振;动车组作用下的梁体最大竖向动力增量为设计荷载的3％,梁体最大竖向振动加速度(20 Hz低通数字滤波后)均小于0.5m·s-2,梁体横向和竖向振幅均较小,能够满足300 km·h-1动车组运行要求;动车组通过主桥有砟区段的安全性指标小于允许值,车体横向和垂向平稳性指标均小于2.5,动车组车辆动力学响应在主桥和引桥不同轨道结构线路区段的实测结果差别不大.     

时间对复合地基桩间土承载力的影响研究

结合青藏铁路西格段增建二线工程碎石桩复合地基工程实例,通过重型动力触探试验和桩间土承载力计算分析,研究了复合地基桩间土承载力随软土固结时间提高的特性,得到了动力触探曲线随时间变化的规律;理论分析了地基处理后瞬时桩间土承载力与处理前地基承载力的关系,得到了时间对桩间土承载力影响的规律,给碎石桩复合地基的处理效果提供评价依据,为碎石桩复合地基上层的路基施工提供科学指导.     

中低速磁浮轨排结构动力性能试验研究

测试了中低速磁浮轨排系统在列车通过时的动力响应,获得了轨排结构在动力荷载作用下的自振频率、动应力、位移动力系数以及螺栓力。结果表明：轨排结构的竖向振动一阶频率和二阶频率分别为9.088 Hz和17.614 Hz,横向振动的一阶频率和二阶频率分别为6.426 Hz和17.614 Hz;轨排结构的横向振动与竖向振动相耦联,但并非是扭转振动所致;导轨和轨枕的应力变化与车速关系不明显;在所测车速范围内,位移动力系数随着车速的增加呈增大趋势。     

采用新型钢轨焊缝保护装置后钢轨焊缝处的轮轨动力学特性

根据轮轨相互作用机理,建立安装新型钢轨焊缝保护装置后钢轨焊缝处的车辆—轨道耦合动力学模型,对此处的轮轨垂向力、脱轨系数、轮重减载率等轮轨动力学指标进行仿真计算,并分别与采用鼓包鱼尾板和没有焊缝保护装置时进行对比,研究采用新型钢轨焊缝保护装置时焊缝处的轮轨动力学特性。对比分析结果表明:采用新型钢轨焊缝保护装置后,轮轨垂向力降幅分别为1.28%和4.63%,脱轨系数降幅分别为1.49%和2.94%,轮重减载率降幅分别为3.41%和7.68%;新型钢轨焊缝保护装置在各速度条件下均能够有效地减小焊缝振动和动态受力。由此可见,采用新型钢轨焊缝保护装置,可消除打螺栓孔带来的安全隐患,有效减小焊缝处的动力响应,加强焊缝处的轨道结构整体性。现场动态测试结果进一步验证了新型钢轨焊缝保护装置结构的合理性。