频率参数在桥梁结构安全评价中的应用

近年来,桥梁结构健康监测逐渐为人们所重视并得到较大发展。在进行结构安全评价的诸多参数中,频率参数以其结构固有性、良好的稳定性和反映损伤的准确性而成为主要参数。在此通过振动理论分析,利用结构自振频率与结构刚度的相关性,来建立基于频率参数的桥梁结构安全评价体系,并用简支梁实例进行了验证,可为桥梁的养护决策提供依据。     

钢轨减振器对高铁轨道结构动力学特性的影响研究（英文）

目的:针对典型高铁轨道结构,对钢轨减振器的设计参数进行研究,进一步揭示钢轨减振器的工作机理,为合理设计和应用提供科学依据。创新点:运用基于傅里叶变换的无限长周期结构动态特性的分析方法,从轨道结构的频散特性、共振特性、振动衰减特性和振动能量(近似声辐射能力)等多个方面对钢轨减振器的参数进行研究;提出荷载移动对振动衰减率的影响问题。方法:运用基于傅里叶变换的无限长周期结构动态特性的分析方法,结合典型高铁轨道结构,对钢轨减振器的设计参数对轨道结构动力学特性的影响进行研究。研究的动力学特性包括:频散特性、共振特性、振动衰减特性和振动能量(近似声辐射能力)。结论:1.加装钢轨减振器会引入新的阻带,从而增加整个阻带的宽度;2.在移动和不移动的情况下,荷载的振动衰减率是不同的;荷载的高速移动会降低振动衰减率;3.从阻带尽量宽、振动衰减率尽量大和振动能量尽量小这三方面的要求来看,钢轨减振器的设计频率应该接近原来轨道结构的Pinned-Pinned频率,并且质量越大越好;4.如果能够保证足够高的阻尼,钢轨减振器的频率可以设计得比Pinned-Pinned频率低。     

大跨度钢箱梁悬索桥温度所致结构静力响应（英文）

目的:温度对大跨度桥梁的力学性能影响显著。针对大跨度钢箱梁悬索桥,本文采用数值方法分析日温度变化引起的结构静力响应,对比设计车荷载,以评估温度静力效应的影响。创新点:1.基于数值方法对比大跨度悬索桥温度静力效应与设计车荷载效应,评估温度效应的影响;2.阐明悬索桥主要构件温度效应对总体温度效应的贡献及相互之间的影响。方法:1.建立现场环境和结构响应的结构健康监测系统,并进行长期监测;2.通过精细化有限元分析方法实现桥梁温度荷载和温度效应的精准数值计算。结论:1.温度对大跨度悬索桥跨中位移的影响明显,其一天的变化约是设计车荷载位移的10%;箱型主梁横向温差是导致桥面横向倾斜的主要因素。2.箱梁温度应力显著大于车荷载引起的应力;部分次要构件的温度应力成为主要荷载效应。3.主缆竖向倾角越大,温度应力越大;吊杆温度效应主要受其长度和两端相对变形的影响。4.桥塔温度效应不仅受其自身温度的影响,也会受到来自主缆温度响应的较大影响。5.本文结论是基于一天温度变化的影响,而温度效应在更大时间尺度上的影响会更为严重。     

基于结构健康监测系统的悬索桥运行模态识别(英文)

介绍了联合应用峰值法和互谱法的模态参数识别方法,并提出了一种新的主梁振型优化方法.将上述方法应用于润扬大桥悬索桥的运行模态识别系统中,利用结构健康监测系统采集的振动响应数据获取结构的模态参数.作为应用实例,对台风麦莎作用下的主梁、主缆和桥塔振动响应数据进行了模态参数识别.结果表明:主梁部分振型的模态频率不仅能从主梁的振动响应识别出来,而且能够从主缆和桥塔振动响应中识别,主粱、主缆和桥塔之间存在较强的耦合振动.此外,将运行模态的识别结果和成桥之初的现场测试结果进行了对比,二者识别结果整体上吻合较好,但运行模态系统识别的部分振型模态频率,如L1和L2,发生了较明显的下降.     

桥梁结构健康监测实验教学平台设计

在简要说明桥梁结构健康监测意义的基础上,介绍了桥梁结构健康监测实验教学平台的组成及其各子系统内容,分析研究了各个子系统的功能要求和实现方法。通过实例给出了桥梁结构健康监测实验教学平台的软硬件构建方法。基于该教学平台进行结构负载实验,得到不同工况下结构响应数据并通过加速度传感器测出结构基频。实践教学证明,该教学平台具有良好的实验演示和教学效果,有助于学生快速掌握和理解桥梁结构健康监测内容和实现方式。     

基于深度学习的心脏MRI图像分割综述

传统图像分割方法在心脏MRI图像上分割效果欠佳,深度学习为该领域带来了新的研究思路.目前使用最广泛且分割效果最好的3种深度学习分割模型为:CNN、FCN和U-NET.针对不同模型网络结构、网络特点、优缺点和分割结果进行比较,总结最新研究进展,介绍两种有潜力应用于心脏MRI分割领域的网络模型,最后指出基于深度学习方法的心...     

船撞桥墩动力响应的试验研究（英文）

目的:1.研究船撞桥过程中撞击力的大小;2.在船撞作用下,研究桥梁各结构的动力响应与脆弱部位;3.研究桥梁结构动力响应的频带特征以及能量分布。创新点:1.通过缩尺试验和高分辨率的有限元模型,探究船撞桥墩的碰撞机理;2.通过小波包分析方法,对缩尺试验的敏感部位的响应进行分析,探明其频带特性和能量分布。方法:1.通过试验分析和有限元模拟,找出桥墩的易损部位,并研究速度与船艏刚度对撞击力大小的影响;2.通过精细化的有限元模型,验证试验的准确性;3.在船撞作用下,探究敏感部位的动力响应;4.通过小波包分析,分解缩尺模型敏感部位的响应信号,并研究其频带特性和能量分布。结论:1.通过对不同撞击速度的船舶在碰撞时的冲击力和桥墩动力响应的研究表明,撞击力可由上升段和塑性段两个阶段来解释。2.当桥梁下部结构受到船舶撞击时,支座与梁体会产生滑移;因此,在桥梁设计中应考虑船舶撞击引起落梁的可能。3.在船撞过程中,大部分能量被船艏的变形所吸收;对于桥梁结构来说,大部分能量集中在桩基与支座。4.通过小波包分析可知,桥梁结构吸收的能量主要集中在低频段。     

基于贴近度与模糊层次分析的大跨悬索桥综合状态评估

基于模式识别理论,将模糊集贴近度的概念引入大跨桥梁状态评估中,利用模糊层次分析,建立起大跨悬索桥多目标评估的数学模型.以润扬大桥悬索桥的综合状态评估为例,介绍了评估的基本程序,包括评估指标的层次划分、指标权重的确定、模糊集隶属函数的定义以及贴近度的计算等.评估综合了健康监测系统的采集数据和人工监测结果2方面的信息,同时还给出了评估指标的分类方法和确定性指标、不确定性指标的计算方法.与传统的专家打分法相比,该方法更好地体现了监测信息的离散性、不确定性和评估过程的模糊性.     

指向深度学习的高中物理教学策略探索

从深度学习的内涵、特征出发,结合高中物理的学科特点,对深度学习在高中物理教学的适应性进行分析。高中物理深度学习过程还应面向生产生活真实情境、面向结构不良问题解决,提出指向深度学习的高中物理教学策略:(1)深度整合知识内容,形成物理观念;(2)注重物理情境创设,激发学生深度思考;(3)把握结构不良问题,落实科学思维。以为一线教育教学人员提供参考和教学思路。     

轨道局部缺陷引起的城市轨道交通地面振动——应用动力吸振器作为减振措施（英文）

目的:基于动力吸振器理论提山一种控制城市轨道交通地面振动的有效措施。创新点:1.确定动力吸振器安装在车辆或轨道上的最优位置和动力学参数;2.采用提出的两步分析法真实模拟布鲁塞尔有轨电车在通过轨道局部缺陷时引起的地面振动;3.探明动力吸振器安装在车辆或轨道上对控制地面振动的有效性。方法:1.通过对列车-轨道耦合动力学系统进行模态分解,得山在不同位置安装动力吸振器的最优动力学参数;2.采用所提出的两步法预测不同工况下城市轨道交通的地面振动:首先建立多体车辆与轨道耦合动力学模型,计算作用在土体上的动力作用,然后建立三维土体有限元模型,模拟动力作用引起的地面波传播及周边的地面振动。结论:将动力吸振器安装在车辆上是降低城市轨道交通地面振动的有效措施。     

基于几何状态传递的大节段钢箱梁吊装施工控制（英文）

目的:采用吊装施工的大节段钢箱梁属于整孔异位安装,其几何状态从工厂到桥址不断转换、几何关系复杂,且对成桥梁面标高、海上大节段环缝对接以及桥梁支座定位均有非常高的精度要求。本文研究基于几何状态传递的大节段钢箱梁吊装施工控制方法,以解决分阶段施工桥梁在施工过程中的几何状态控制难题。创新点:1.确定大节段钢箱梁几何状态控制指标,即顶底板下料参数、大节段环缝宽度和支座定位;2.提出以钢箱梁控制点的里程和高程作为基本状态变量,推导大节段钢箱梁各状态下的几何状态方程和状态传递矩阵。方法:1.针对大节段钢箱梁吊装施工特点,进行状态分析,提出其施工过程的典型几何状态,即设计成桥状态、无应力状态、工厂组拼状态和安装状态;2.通过理论推导,构建各几何状态间的状态传递方程,得出大节段钢箱梁吊装施工时结构的几何状态变化关系;3.基于上述推导的方程,计算大节段钢箱梁下料参数、大节段钢箱梁环缝宽度和支座定位参数,以指导施工;4.在施工过程中对桥梁结构实际响应数据进行测试,并将实测值与理论值进行分析对比,以验证本文方法的可行性和有效性。结论:1.采用本文方法实现了港珠澳大桥大节段钢箱梁有应力状态下顶底板环缝宽度差值在2mm以内、桥梁支座就位后的偏心距在20 mm以内以及成桥梁面高程误差范围为-10 mm～+15 mm,满足控制精度要求。2.以桥梁结构控制点的里程和高程作为基本状态变量的几何状态控制方法可实现桥梁施工过程中复杂几何关系传递的控制。3.本文方法具有通用性,可进一步推广应用于逐孔顶推、节段拼装等异位安装以及多状态转换的桥梁施工过程的几何状态控制。     

离心泵内部流动结构、性能优化与故障检测综述（英文）

目的:对离心泵的内部流动机理和外部特性、振动监测和性能优化进行研究,并对新兴研究趋势进行评述,为提高离心泵系统的能效提供参考建议。创新点:1.探讨了最新的用于离心泵数值模拟的湍流模型和空化模型的研究成果以及利用可视化方法揭示离心泵内部复杂流动现象的最新进展。2.对离心泵的外部特性、空化和振动进行了广泛的讨论,并总结出一种提高离心泵在工程应用中的效率和扬程、降低汽蚀余量的适用性强的离心泵叶轮多目标优化方法。方法:1.对离心泵的内部流动机理进行综述,以充分了解离心泵内部复杂的流场结构和能量损失机理。2.对离心泵外部特性进行研究,解释内部非定常流动与外部特性的耦合关系。3.介绍与离心泵在运行过程中压力脉动的监测和测量相关的最新研究进展。4.详细介绍优化离心泵性能的各种方法和措施。结论:1.尽管对离心泵内部流动现象机理及流场结构的研究已经取得了一定进展,但研究中仍存在一些亟待解决的问题,如初生空化的监测与预防、泵内旋转失速现象发生发展的规律、数值模拟和实验之间不可忽视的数据差异等。2.针对这些问题,开发高精度的计算流体动力学仿真模型,结合关键过流部件的优化设计来减少流动不稳定性和提高性能,以及运用现代流动显示技术的最新设备进行大量的仔细繁杂的试验与测量工作,是非常必要和重要的,也是未来泵内流动研究的趋势。     

一种基于深度神经网络的结构优化求解算法（英文）

目的:提出一种新的优化方法以解决结构优化问题。创新点:不是通过灵敏度分析来解决优化问题,而是利用深度学习神经网络的优势来寻找优化函数的最优值。方法:1.采用基于拉格朗日对偶和深度神经网络的方法。2.将输入数据用于训练神经网络,直到输出值与预测值非常接近为止。3.通过深度学习插值求解拉格朗日min-max对偶问题,从而找到最小输入值。结论:1.该方法可以解决结构优化问题,但它限制了设计变量输入的数量。2.该方法的准确性取决于输入的区间大小;因此,下一步工作是发展新方法以减少输入数据集的数量。     

桥梁荷载试验方案及承载能力评估

荷载试验是对桥梁结构进行直接加栽测试的一项必要的科学试验,是检验桥梁施工质量和安全状况的一项重要的工作。现根据对某大桥的荷栽试验过程以及承载力评估等方面内容的监测结果来为桥梁后期的养护以及长期监测提供参考数据。     

基于强化学习的混合动力挖掘机实时能量管理控制器设计（英文）

目的:混合动力挖掘机的能量管理策略直接影响着系统的燃油经济性。本文旨在通过研究混合动力挖掘机能量管理系统,得到最优能量管理策略,并开发实时能量管理控制器,降低系统的燃油消耗。创新点:1.通过强化学习算法,设计时间无关的实时能量管理控制器;2.通过极大值原理求得最优能量管理问题的解析解,并用来辅助实时能量管理控制器设计。方法:1.建立负载的马尔科夫模型,运用强化学习算法,得到实时能量管理控制器;2.运用极大值原理,求得最优能量管理问题的解析解,并将其作为初始能量管理策略;3.通过仿真模拟和实验研究,验证所设计的实时能量控制器的性能。结论:1.基于强化学习的能量管理控制器是一个可以在线应用的与时间无关的实时能量管理控制器;2.基于强化学习的能量管理控制器优于广泛使用的恒温控制器和等效消耗最小化策略控制器;3.基于强化学习的能量管理控制器由于其闭环特性可适用于不同类型的作业工况。     

基于LabVIEW的电动机轴承故障诊断和性能退化评估系统设计

轴承作为电动机的核心部件,主要起到支撑引导轴、减小设备摩擦、连接不同设备等作用,准确判断其故障类型并评估其健康状态对于合理安排设备的检修具有重大意义。为此,设计了一套基于LabVIEW平台的电动机轴承实时故障诊断和性能退化评估系统。利用卷积神经网络(CNN)的特征挖掘能力,自主学习原始振动信号中的故障特征,在LabVIEW平台上构建故障诊断模型,实现轴承运行状态的实时诊断;对原始振动信号小波降噪后,提取信号时域特征,通过对所提取的特征进行主元分析(PCA)来获取表征轴承性能退化的综合指标;在LabVIEW平台上开发电动机轴承的故障诊断与性能退化评估系统软件。在线故障诊断和性能评估实验结果验证了该系统的实时性和有效性。     

基于两种无损检测方法在桥梁结构损伤检测上的应用与分析

桥梁在长期使用中难免发生结构损伤,通过人工识别、水准量测很难进行快速筛查及准定位损伤,或对突发事件后的桥梁状况进行快速评估,关系到桥梁的寿命和人民的生命财产安全.以敲击法和毫米波雷达检测技术在桥梁检测上的应用为例,通过理论分析、案例论证及传统测量方法进行对比分析.结果 表明:敲击扫描检测方法同人工检测方法相比其准确度为...     

基于深度学习的面部动作检测

对汽车驾驶员进行疲劳检测,需首先利用面部检测技术对驾驶员的面部动作进行识别,可以使用MTCNN与CNN相结合的深度学习方法完成面部动作检测.先利用MTCNN的3个模块将面部特征与关键点进行提取,再利用CNN对网络进行训练,以准确识别特定的面部动作.利用MTCNN与CNN相结合的方法,模型准确率达99％,并且实时检测的F...     

融合深度学习与机器学习的在线评论情感分析

情感分析可以帮助商家了解客户喜好从而生产出满意度更高的商品,也可以监督网上舆论等。为此,基于传统机器学习方法,加入深度学习模块,对在线评论进行情感分析与对比。在词向量训练模块中引入Word2vec模型,用高维向量表示词语、句子,既可防止过度拟合问题,又可减少训练参数个数,提高训练效率。将得到的句向量作为输入代入机器学习模型（MLP、SVM、朴素贝叶斯等）与深度学习模型（CNN、LSTM、BILSTM等）,比较实验结果,提出优化方向。结果表明,基于深度学习的情感分析模型准确率明显高于单一机器学习模型,但是深度学习需要大量语料,对实验机器要求也较高,很难完全展现其魅力。     

使用稳定小波转换和神经网络识别功能梯度材料框架结构裂纹（英文）

目的:功能梯度材料(FGM)框架结构的裂纹识别。创新点:1.可接收多裂纹FGM结构在任意高频带中的精确模态。2.提出了一种使用稳定小波转换(SWT)模态和神经网络识别FGM框架结构裂纹的一体化程序。方法:使用动态刚度方法并结合与频率相关的形状函数,填补有限元方法的空白。这些形状函数被认为是频域内振动问题的精确解。结论:1.神经网络与SWT模态振型方法相结合,即使在测得的模态噪声很大的情况下,也能准确评估FGM结构的裂纹深度。2.本项研究中提出的FGM框架多裂纹识别一体化程序也适用于有限测量数据的情况,且这些数据不仅局限于模态,还包括结构的静态或动态挠度。