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基于高斯过程的桥梁结构有限元模型修正方法
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作者 田钦 陈勍苗 +1 位作者 郭新耀 姚凯 《南昌大学学报(工科版)》 2025年第1期49-55,共7页
桥梁健康监测是发现桥梁结构损伤的重要手段,而有限元模型修正是桥梁健康监测的重要研究内容。目前,基于有限元法的模型修正技术计算量大,实用性不强,并且工程结构受荷载变化、材料性能劣化的影响,会引起结构参数的不确定性。为提高计... 桥梁健康监测是发现桥梁结构损伤的重要手段,而有限元模型修正是桥梁健康监测的重要研究内容。目前,基于有限元法的模型修正技术计算量大,实用性不强,并且工程结构受荷载变化、材料性能劣化的影响,会引起结构参数的不确定性。为提高计算效率和考虑结构参数的不确定性,提出了一种基于高斯过程模型的桥梁结构有限元模型修正方法。以简支梁结构为例,采用Sobol序列采样结构的弹性模量、质量密度,然后将所采样本映射到对应的物理空间,代入有限元模型,计算出模型的前三阶频率,进而建立了高斯代理模型。采用高斯代理模型分析简支梁结构前三阶固有频率,修正了结构的弹性模量和质量密度,并且弹性模量和质量密度的修正值与有限元模型计算值之间的误差很小。证实了高斯过程模型可以替代复杂的有限元模型,达到模型参数修正的目的。 展开更多
关键词 桥梁结构 不确定性 健康监测 模型修正 高斯过程
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基于ADDIE模型的“组合结构桥梁”课程思政教学设计
2
作者 卢彭真 杨柳 李登国 《宁波工程学院学报》 2024年第4期109-115,共7页
为有效应对并解决当前“组合结构桥梁”课程在思政教育融合过程中所面临的挑战,运用分析—设计—开发—实施—评价(analysis-design-development-implementation-evaluation,ADDIE)模型作为框架,设计并开发了一套新型教学模式。该教学... 为有效应对并解决当前“组合结构桥梁”课程在思政教育融合过程中所面临的挑战,运用分析—设计—开发—实施—评价(analysis-design-development-implementation-evaluation,ADDIE)模型作为框架,设计并开发了一套新型教学模式。该教学模式通过细致的需求分析、针对性的教学设计、系统的教学资源开发、有效的课堂实施以及全面的教学效果评价,实现了组合结构桥梁专业知识传授与思政教育的紧密融合。研究结果表明:此教学模式不仅有效提升了学生对组合结构桥梁设计理论的理解与应用能力,还显著增强了课程思政的教育效果。其为高校专业课程与思政教育结合提供了有力的实践案例。 展开更多
关键词 ADDIE模型 组合结构桥梁 课程思政 教育模式
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基于高斯混合模型的桥梁应变监测和评价策略研究
3
作者 黎恒 吴以童 +3 位作者 邹磊 黄玉俊 徐韶华 郑飞宇 《交通工程》 2025年第3期75-80,93,共7页
对于配备健康监测系统的桥梁,在噪声和异常数据的影响下准确评价桥梁的健康状况是至关重要的。本研究通过改进的高斯混合模型聚类算法处理桥梁应变传感器监测数据,以提高桥梁应变分析的准确性,并基于聚类算法得到的特征数据,建立评分策... 对于配备健康监测系统的桥梁,在噪声和异常数据的影响下准确评价桥梁的健康状况是至关重要的。本研究通过改进的高斯混合模型聚类算法处理桥梁应变传感器监测数据,以提高桥梁应变分析的准确性,并基于聚类算法得到的特征数据,建立评分策略评估桥梁的健康状态和传感器状态。以中国西部某桥梁监测数据为例,使用本策略进行分析,与直接采集的数据相比,处理后的桥梁健康评分曲线变化平滑,降低了噪声和异常数据的影响。传感器状态评分曲线可跟踪数据变化,并对不同输入做出相应的响应。这表明本评价策略可评估桥梁和传感器的状态,为运营期的桥梁维护决策提供参考。 展开更多
关键词 健康监测系统 连续钢结构 高斯混合模型 结构损伤监测 桥梁状态评估
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挂篮在高速公路桥梁施工中的结构稳定性分析
4
作者 沈文超 魏志栋 《中文科技期刊数据库(引文版)工程技术》 2025年第3期009-012,共4页
本研究聚焦于高速公路桥梁建设中挂篮的稳定性,利用先进的力学模型与计算软件,模拟挂篮作业全过程,深入剖析其在多变工况下的应力、挠度变化。研究构建了挂篮稳定性评估模型,揭示了非对称荷载与风荷载对稳定性的显著影响,强调了精确荷... 本研究聚焦于高速公路桥梁建设中挂篮的稳定性,利用先进的力学模型与计算软件,模拟挂篮作业全过程,深入剖析其在多变工况下的应力、挠度变化。研究构建了挂篮稳定性评估模型,揭示了非对称荷载与风荷载对稳定性的显著影响,强调了精确荷载控制与检测的重要性。同时,提出增强结构刚度作为提升稳定性的有效策略。此研究不仅丰富了桥梁施工安全的理论宝库,更为实际工程提供了宝贵的指导,助力提升高速公路桥梁施工的安全性与质量水平,确保桥梁结构稳固可靠,为交通事业的蓬勃发展贡献力量。 展开更多
关键词 挂篮 高速公路桥梁施工 结构稳定性 力学模型 施工荷载
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基于拉压杆件模型的公路桥梁下部结构优化设计研究
5
作者 喻涛 修京涛 +2 位作者 童武松 彭伟 王云泽 《建筑技术开发》 2024年第10期15-17,共3页
研究通过引入拉压杆件理论,对公路桥梁的下部结构进行系统性的优化设计。首先分析了传统桥梁设计中存在的问题。通过建立数学模型,将桥梁下部结构简化为一系列的拉压杆件。通过对比分析优化前后的结构性能,验证了基于拉压杆件模型的优... 研究通过引入拉压杆件理论,对公路桥梁的下部结构进行系统性的优化设计。首先分析了传统桥梁设计中存在的问题。通过建立数学模型,将桥梁下部结构简化为一系列的拉压杆件。通过对比分析优化前后的结构性能,验证了基于拉压杆件模型的优化设计方法的有效性。研究为公路桥梁下部结构设计提供了一种新的思路和方法,对于推动桥梁工程的技术进步具有重要意义。 展开更多
关键词 桥梁 下部结构 拉压杆模型
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桥梁结构振动试验相似模型的设计及校验 被引量:11
6
作者 汪振国 雷晓燕 +1 位作者 罗锟 曾少辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期220-226,共7页
以32 m简支箱梁桥为原型,以10∶1为几何缩尺比,设计制作了简支箱梁桥模型。依据弹性力相似律推导了原型桥与模型桥间的相似关系,在以桥梁结构振动为研究目的的情况下,通过有限元数值分析以及试验研究两种方式,探讨了该相似关系在原型桥... 以32 m简支箱梁桥为原型,以10∶1为几何缩尺比,设计制作了简支箱梁桥模型。依据弹性力相似律推导了原型桥与模型桥间的相似关系,在以桥梁结构振动为研究目的的情况下,通过有限元数值分析以及试验研究两种方式,探讨了该相似关系在原型桥与模型桥间是否适用。研究结果表明:有限元数值分析得到的原型桥与模型桥间各物理量比尺与理论推导各物理量比尺基本吻合;桥梁相似模型实测数据与有限元数值分析数据存在差异,但整体上大致吻合;依据弹性力相似律推导的相似关系在原型桥与模型桥间适用,但对于复杂桥梁结构模型还需做进一步的验证。 展开更多
关键词 相似模型 相似律 桥梁结构振动 设计与校验 模型试验
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液化场地桩-土-桥梁结构动力相互作用大型振动台模型试验研究 被引量:43
7
作者 凌贤长 王东升 +2 位作者 王志强 王成 王臣 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期67-72,84,共7页
大型振动台模型试验是目前研究土 -结动力相互作用的一种极其有效的手段。以 1976年唐山地震中倒塌的胜利桥为原型 ,开展 1∶10模型的液化场地桩 -土 -桥梁结构动力相互作用大型振动台模型试验研究 ,很好地再现了自然地震触发地基砂土... 大型振动台模型试验是目前研究土 -结动力相互作用的一种极其有效的手段。以 1976年唐山地震中倒塌的胜利桥为原型 ,开展 1∶10模型的液化场地桩 -土 -桥梁结构动力相互作用大型振动台模型试验研究 ,很好地再现了自然地震触发地基砂土液化的各种主要宏观震害现象 ,并且模型桩的试验破坏状况与其原型的实际震害情况也比较吻合。主要介绍有关此次大型振动台模型试验的相似设计、操作技术及试验结果等方面的若干关键科学问题 ,以飨同仁。 展开更多
关键词 桩-土-桥梁结构动力相互作用 液化场地 大型振动台模型试验 地震
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基于响应面模型修正的桥梁结构损伤识别方法 被引量:42
8
作者 宗周红 褚福鹏 牛杰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期115-122,共8页
及时、准确地发现桥梁结构的早期损伤,避免桥梁结构的突然破坏或倒塌,无疑具有重要的理论意义和重大的社会经济效益。文章提出基于响应面模型修正技术和单元模态应变能损伤指标的结构损伤识别方法,通过简支梁室内模型试验来检验方法的... 及时、准确地发现桥梁结构的早期损伤,避免桥梁结构的突然破坏或倒塌,无疑具有重要的理论意义和重大的社会经济效益。文章提出基于响应面模型修正技术和单元模态应变能损伤指标的结构损伤识别方法,通过简支梁室内模型试验来检验方法的有效性,进而以下白石大桥为背景,通过数值模拟方法基于响应面模型修正和单元模态应变能指标进行下白石大桥支座损伤识别。结果表明:单元模态应变能损伤指标对开裂损伤和支座损伤具有较好的敏感性,可识别出多损伤位置和损伤程度,具有应用到实际工程结构进行损伤识别的潜力。 展开更多
关键词 损伤识别 响应面方法 模型修正 模态应变能指标 模型试验 桥梁结构
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轨道结构与桥梁共同作用力学计算模型的研究 被引量:20
9
作者 杨梦蛟 邢建鑫 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期57-62,共6页
轨道结构与桥梁共同作用的力学计算模型是解决轨道纵向位移阻力与梁轨相对位移相互作用计算问题的关键。本文采用平面杆系建立轨道结构与桥梁共同作用的力学计算模型 ,将轨道结构、梁体、支座、墩台、基础作为整体来考虑。桥梁和轨道的... 轨道结构与桥梁共同作用的力学计算模型是解决轨道纵向位移阻力与梁轨相对位移相互作用计算问题的关键。本文采用平面杆系建立轨道结构与桥梁共同作用的力学计算模型 ,将轨道结构、梁体、支座、墩台、基础作为整体来考虑。桥梁和轨道的联结采用非线性梁单元模拟 ,其材料弹性模量和屈服应力通过轨道纵向位移阻力与梁轨相对位移关系的双折线化确定 ;同时为考虑梁跨挠曲对无缝线路钢轨受力的影响 ,梁跨高度采用刚臂模拟。通过对梁轨相互作用模型结构的试验结果和《铁路无缝线路》(1995年修订版 )一书中桥上无缝线路钢轨力的钢轨变形微分方程解计算算例作比较 。 展开更多
关键词 轨道结构 桥梁 共同作用 力学计算模型
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基于子结构的大型桥梁有限元模型修正方法 被引量:14
10
作者 宋晓东 颜永逸 +2 位作者 李佳靖 翁顺 秦顺全 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期40-46,共7页
实际桥梁结构的整体有限元模型修正时自由度和单元数量较多,待修正参数多,有限元模型修正精度和效率低。为了提高有限元模型修正的效率,提出基于子结构的有限元模型修正方法。子结构方法是化整体分析为局部分析的方法,与直接修正大型桥... 实际桥梁结构的整体有限元模型修正时自由度和单元数量较多,待修正参数多,有限元模型修正精度和效率低。为了提高有限元模型修正的效率,提出基于子结构的有限元模型修正方法。子结构方法是化整体分析为局部分析的方法,与直接修正大型桥梁有限元模型相比,子结构方法只需要计算每个子结构少量低阶模态,得到整体结构的特征解及特征解灵敏度,形成模型修正的目标方程和灵敏度矩阵,进而缩短模型修正时间。将基于子结构的模型修正方法用于怒江特大桥主桥(上承式钢桁拱桥)有限元模型修正,结果表明:修正后桥梁的前10阶频率与桥梁的模拟实测频率值相吻合,且模型修正时间仅为传统整体方法的56%。 展开更多
关键词 大型桥梁 结构 特征解 特征解灵敏度 模型修正 有限元法
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桥梁全壳空间计算模型及其在单片结构桥梁中的应用 被引量:4
11
作者 郑凯锋 胡正民 王应良 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第6期580-585,共6页
以梁杆单元为主体的钢桥传统计算分析方法存在不能准确反映桁架杆件之间和杆件与桥面之间的连接性能,忽略桁架杆件横向尺寸效应等问题。文中提出了全桥全壳空间计算模型,并应用于单片结构桥梁方案的全桥空间计算中。该模型具有通用性... 以梁杆单元为主体的钢桥传统计算分析方法存在不能准确反映桁架杆件之间和杆件与桥面之间的连接性能,忽略桁架杆件横向尺寸效应等问题。文中提出了全桥全壳空间计算模型,并应用于单片结构桥梁方案的全桥空间计算中。该模型具有通用性,文中的研究有益于寻找钢桥结构行为的仿真分析途径、准确计算具有结构缺陷的现有钢桥的承载能力、真正连接钢桥图形系统与结构分析系统。 展开更多
关键词 桥梁工程 结构分析 空间计算模型 单片结构桥梁
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桥梁结构地震碰撞问题理论分析模型及试验研究进展 被引量:10
12
作者 高玉峰 李晓斌 杨永清 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期809-816,共8页
介绍了桥梁结构地震碰撞效应理论分析模型及相关试验研究的最新进展情况。对最近30年来的强地震中发生的桥梁结构地震碰撞损坏现象进行了回顾,评述了已经发展的各种桥梁地震碰撞作用模拟方法,主要分为恢复系数法和接触单元法两类;其中... 介绍了桥梁结构地震碰撞效应理论分析模型及相关试验研究的最新进展情况。对最近30年来的强地震中发生的桥梁结构地震碰撞损坏现象进行了回顾,评述了已经发展的各种桥梁地震碰撞作用模拟方法,主要分为恢复系数法和接触单元法两类;其中接触单元法又包括线性弹簧单元模型、Kelvin模型、Hertz模型、Hertz-damp模型、改进的Hertz-damp模型以及三维接触-摩擦模型。同时又介绍了有关结构地震碰撞的试验研究进展情况并展望了有待进一步研究的问题。 展开更多
关键词 桥梁 结构 地震 碰撞 试验 恢复系数 接触单元 KELVIN模型 研究进展
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青岛海洋大气中桥梁结构钢的腐蚀模型对比研究 被引量:10
13
作者 张波 王晓乾 +1 位作者 董彩常 季辉 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期69-73,共5页
为了预测桥梁结构钢在海洋大气环境中的腐蚀速度,并用以指导青岛海湾大桥钢结构的后期维护维修,利用多年累积的材料暴露腐蚀试验数据,对桥梁结构钢(Q235)的腐蚀深度,分别建立了幂函数预测模型和灰色预测模型,并对两者的预测结果进行了... 为了预测桥梁结构钢在海洋大气环境中的腐蚀速度,并用以指导青岛海湾大桥钢结构的后期维护维修,利用多年累积的材料暴露腐蚀试验数据,对桥梁结构钢(Q235)的腐蚀深度,分别建立了幂函数预测模型和灰色预测模型,并对两者的预测结果进行了对比。结果表明:灰色预测模型预测精度较高,但仅能预测Q235钢在t=2n年的腐蚀深度;幂函数预测模型可预测不同钢种在不同环境中的腐蚀深度,应用范围更广,但精度较低;实际应用过程中,可综合考虑这2个模型的腐蚀预测结果。 展开更多
关键词 桥梁工程 结构 幂函数 腐蚀模型 大气腐蚀
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基于三维实体和空间梁模型的桥梁空间结构计算仿真 被引量:16
14
作者 苏砺锋 李振环 +1 位作者 金文成 张强 《华中科技大学学报(城市科学版)》 CAS 2003年第3期63-66,共4页
空间实体模型和空间梁模型在桥梁的计算分析中都有较广泛的应用,以澳门—凼仔第三大桥正桥部分的空间三维仿真分析为例,分别采用上述两种方法进行了对比计算分析.结果表明:两种模型的计算方法有较大的差异,但其计算结果的差别在工程允... 空间实体模型和空间梁模型在桥梁的计算分析中都有较广泛的应用,以澳门—凼仔第三大桥正桥部分的空间三维仿真分析为例,分别采用上述两种方法进行了对比计算分析.结果表明:两种模型的计算方法有较大的差异,但其计算结果的差别在工程允许范围之内.在此基础上,进一步总结了上述两种方法的主要优缺点. 展开更多
关键词 空间结构 仿真分析 实体模型 空间梁模型 桥梁
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地下水开采对桥梁结构影响的离心模型试验研究 被引量:4
15
作者 程嵩 张嘎 +1 位作者 郑瑞华 孙振岳 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1781-1786,共6页
地下水开采是导致地面不均匀沉降的重要因素之一,而地面不均匀沉降又会对桥梁结构造成较大的危害。通过离心模型试验研究了离心场中地基抽水对桥梁结构物的影响。在自主研制的离心场中地基抽水对结构物影响的模拟和测量系统基础上,测量... 地下水开采是导致地面不均匀沉降的重要因素之一,而地面不均匀沉降又会对桥梁结构造成较大的危害。通过离心模型试验研究了离心场中地基抽水对桥梁结构物的影响。在自主研制的离心场中地基抽水对结构物影响的模拟和测量系统基础上,测量了抽水过程中粉土地基中沉降的变化以及桥梁结构的变形分布规律,探讨了地面不均匀沉降对刚性桥梁、简支桥梁以及简支连续桥梁的影响规律。试验结果表明,水井抽水的初期非稳定渗流期是桥梁变形发展最快的阶段;减小桥垮长度以及桥面桥墩改用铰连接都可以使得桥面轴向应变减小;地基的水平位移会给刚性桥梁中部带来较大的变形。 展开更多
关键词 地面不均匀沉降 桥梁结构 高速铁路 离心模型试验
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非平衡集成迁移学习模型及其在桥梁结构健康监测中的应用 被引量:4
16
作者 于重重 吴子珺 +2 位作者 谭励 涂序彦 田蕊 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期46-51,共6页
在桥梁结构健康监测与状态评估过程中所获得的桥梁结构数据库常存在间断性异常或缺损,且不同样本分类数据不均匀,难以在信息缺失、数据分布失衡的情况下完成对桥梁结构健康的监测与状态评估.针对这一问题,在改进相似性度量函数的SOM聚... 在桥梁结构健康监测与状态评估过程中所获得的桥梁结构数据库常存在间断性异常或缺损,且不同样本分类数据不均匀,难以在信息缺失、数据分布失衡的情况下完成对桥梁结构健康的监测与状态评估.针对这一问题,在改进相似性度量函数的SOM聚类算法和非平衡集成迁移学习算法的基础上,提出了一种改进的迁移学习模型.通过对实际监测数据的分析,该迁移学习模型的分类精度随着目标数据集所占比例的不断增加而提高,验证了该模型的有效性和科学性. 展开更多
关键词 非平衡集成迁移学习算法 SOM算法 迁移学习模型 桥梁结构健康监测
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桥梁结构模型试验研究 被引量:83
17
作者 刘自明 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 1999年第4期1-7,12,共8页
回顾了铁道部大桥局桥梁科学研究院已进行过的部分典型桥梁的模型试验研究项目,提出了模型试验研究在模型设计、制造、安装和选用材料方面所应注意的一些问题,指出模型试验研究和计算机仿真分析不能互相替代。
关键词 桥梁 结构模型 模型试验 载荷 计算机
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基于不同残差的桥梁结构模型修正 被引量:5
18
作者 黄民水 朱宏平 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2009年第4期703-706,共4页
由于建模和分析过程中的众多不确定因素,有限元分析预测的响应与实际结构响应不可避免地存在偏差,因此必须对有限元模型进行修正.文中提出了一种基于不同残差的桥梁结构模型修正方法,介绍了频率残差和振型残差的概念,目标函数的确定和... 由于建模和分析过程中的众多不确定因素,有限元分析预测的响应与实际结构响应不可避免地存在偏差,因此必须对有限元模型进行修正.文中提出了一种基于不同残差的桥梁结构模型修正方法,介绍了频率残差和振型残差的概念,目标函数的确定和设计参数的选择方法.对一根简支梁进行了仿真分析,结果表明该方法简单可行.基于振动测试数据,对一个桥梁工程实例进行模型修正,修正后的桥梁有限元模型的动力特性更加趋近现场振动测试值. 展开更多
关键词 桥梁结构 频率残差 振型残差 模型修正
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基于Kriging模型的桥梁结构易损性分析 被引量:2
19
作者 袁万城 王建国 +1 位作者 庞于涛 贾丽君 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1504-1509,共6页
地震易损性用来描述不同强度地震作用下超越某一极限状态或性能的概率,通常采用蒙特卡罗(MC)、拉丁超立方(LHS)方法来生成易损性曲线,但是,这两种方法计算量很大。本文通过引入Kriging模型代替计算量较大的增量动力分析方法(IDA)对某三... 地震易损性用来描述不同强度地震作用下超越某一极限状态或性能的概率,通常采用蒙特卡罗(MC)、拉丁超立方(LHS)方法来生成易损性曲线,但是,这两种方法计算量很大。本文通过引入Kriging模型代替计算量较大的增量动力分析方法(IDA)对某三跨连续梁桥进行易损性分析,发现该方法能够显著减小计算量。以LHS易损性曲线为参考,对该方法的准确性进行了研究,发现通过该方法计算得到的易损性曲线精度较好。最后,本文对比分析不同均匀设计样本得到的Kriging易损性曲线,发现文中所使用的U15(157)均匀设计样本已经具有能够收敛的结果。 展开更多
关键词 易损性 KRIGING模型 桥梁结构 数学计算方法 均匀设计 拉丁超立方
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基于ASCE SHM Benchmark模型的两阶段结构损伤识别方法 被引量:2
20
作者 刘朝 雷鹰 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期60-64,共5页
近年来,一种激励未知和输出部分已知条件下结构局部损伤识别的新方法得以提出,这种方法能基于子结构思想进行复杂结构的局部损伤识别,基于此方法,提出两阶段的损伤识别策略,并将其应用于第1阶段ASCE SHMbench-mark模型的case 4的4种损... 近年来,一种激励未知和输出部分已知条件下结构局部损伤识别的新方法得以提出,这种方法能基于子结构思想进行复杂结构的局部损伤识别,基于此方法,提出两阶段的损伤识别策略,并将其应用于第1阶段ASCE SHMbench-mark模型的case 4的4种损伤识别,以检验此方法的有效性.在第1阶段,提出8-DOF的损伤模型以进行损伤层的定位;第2阶段,利用子结构的思想,提出12-DOF的损伤模型,在包含损伤层的子结构中对损伤进行准确识别和定位.采用扩展卡尔曼方法对增广状态向量进行估计并使用最小二乘对未知激励进行递推,识别未知激励下的结构物理参数.损伤识别的结果显示,此方法能高精度地识别benchmark模型的各种损伤情形. 展开更多
关键词 结构损伤识别 两阶段策略 SHM benchmark模型 结构方法 扩展卡尔曼估计 最小二乘估计
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