基于模态信息熵与两阶段信息融合的梁结构损伤诊断研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mengfan1229
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,我国桥梁工程事故的频发,结构健康监测系统能及时评估结构的运营状态,有效避免事故的发生,为桥梁结构的维护和管理提供决策的依据,是土木工程领域研究的重点。一方面,损伤识别是结构健康监测的核心部分。另一方面,随着桥梁服役年限的增加,复杂环境中的桥梁因为各种不确定性因素造成损伤的积累,最终可能引发桥梁事故,因此对桥梁结构进行损伤识别方法研究非常有必要。本文主要利用梁结构曲率模态参数的确定性识别方法结合信息熵理论、信息融合理论等不确定性识别方法展开损伤识别方法研究,提出一种基于模态信息熵和两阶段信息融合诊断的损伤识别方法,建立有限元模型,通过数值模拟和理论分析,进行方法的有效性和可靠性验证。通过实验室模型验证了模态曲率熵与两阶段信息融合诊断方法的工程适用性。本文开展的主要工作和研究结果如下:(1)基于曲率模态的理论基础,将模态曲率差、模态曲率比、广义柔度曲率差结合信息熵理论构建模态曲率差熵、模态曲率比熵、广义柔度曲率差熵(Generalized Flexibility Curvature Difference Entropy,GFCDE)三个指标。通过MIDAS/Civil建立简支梁和连续梁有限元模型,对比分析传统模态曲率指标与模态曲率熵指标在不同工况下的损伤结果,引入不同的噪声水平对三种模态曲率熵指标进行抗噪性验证。对比分析结果表明:GFCDE指标的前三阶损伤识别效果、抗噪性明显优于其他两种指标。(2)引入两阶段D-S证据理论信息融合方法,结合GFCDE指标对桥梁结构损伤识别方法进行进一步研究。建立简支梁和连续梁的有限元模型,获取结构的模态数据,计算结构损伤前后的前三阶GFCDE指标,将每一阶GFCDE损伤识别结果作为单个信息源,基于GFCDE指标和两阶段信息融合的方法编写MATLAB程序,对简支梁和连续梁进行不同工况的损伤识别。融合结果表明:两阶段信息融合的结果相比于仅用GFCDE指标的识别结果更明显,且具有良好的准确性和抗噪性。(3)通过力锤激励对简支钢梁进行振动模态测试试验,验证GFCDE指标和两阶段信息融合方法在实际工程中的适用性,通过对梁截面开口的深度和宽度模拟损伤程度大小,利用Coinv DASP MAS模态与动力学分析软件获取所需试验结构的前三阶模态振型值和频率值,按照信息融合步骤进行损伤识别与结果分析。实验结果分析表明:基于不确定性分析的两阶段信息融合方法对实验室模型的损伤识别效果较好,对实际工程有一定的指导作用。
其他文献
采用六水氯化镁焙烧分解独居石,并对其反应机理进行研究,主要考察焙烧温度、焙烧时间、矿盐比对独居石焙烧分解的影响。结果表明:根据TGA-TG、XRD、SEM、EDS和热力学分析,六水氯化镁首先在310℃分解,其分解产物碱式氯化镁和氯化氢在350℃与独居石反应生成REOCl;碱式氯化镁分解产物氧化镁和氯化氢在500℃与独居石反应生成REOCl,其在550℃又继续分解生成稀土复合氧化物。焙烧温度、焙烧时
数学概念的建立,不应是概念术语的机械记忆过程,而要基于对数学本质的理解,注重意义构建,发挥学生学习经验,注重迁移学习,建立知识之间的连接。本文以面积概念的教学为例,通过问题创设、激发经验、操作理解、举一反三,让学生内化面积概念本质,初步形成几何度量的认知结构。
面积和时间、长度、质量一样,有着类似的方法结构。以结构化的方式对教材进行重建时,把看似不同、实质有着联系的数学知识联系起来,让学生感受和把握数学的知识结构和方法结构,在"既见树木,又见森林"的情境中学习。"认识面积"是一节图形概念课,大部分教师教学本课时会组织学生比较黑板面、国旗面、书本面的大小,再引导学生模仿着表述,"教"的痕迹较重。特级教师许卫兵打破常规的教学方式,立足于数学课程整体,用
期刊
近期笔者观摩了特级教师俞正强执教的"面积的认识"一课,深受启发。我们在教学这节课时,教学设计一般是指向学生"接受学习",而俞老师的课堂教学指向"深度学习"(如表1),其意义不在于使学生马上掌握计算面积的方法,而在于使学生深刻理解面积的概念。"面积"是一个十分抽象的概念,学生常常会与"体积""周长"等概念混淆。
期刊
高光谱图像(Hyperspectral image, HSI)每个像素包含大量光谱带,而HSI的空间分辨率较低。高光谱图像超分辨率技术可以有效提高空间分辨率。为了解决高光谱遥感图像的空间信息分布不均匀,超分辨率重建时占据相同计算量导致重建工作不够细化的问题,本研究提出了一种多层级分流和细节增强的高光谱遥感图像超分辨率重建框架。即通过子图分流网络对高光谱遥感图像进行预先分流,改进带细节增强的多尺度R
近期,与自然资源管理息息相关的两条重大信息相继发布,其时距仅半月余:一是《第三次全国国土调查主要数据公报》发布,二是中共中央办公厅、国务院办公厅《关于深化生态保护补偿制度改革的意见》印发。前者乃重大国情国力调查成果问世,后者为重大制度改革举措出台,二者看似并无关联,然而从第三次全国国土调查(以下简称"三调")在分类方式上进行的革新看,其突出生态文明建设理念的基础性管理思路,与推进生态文明制度
期刊
在经济全球化的大背景下,文化全球化也成为了必然,各种族、国家都希望将自己的文化传播到世界各地。中国传统吉祥鱼纹不单单局限于装饰符号,它反映出的是中国民族文化。笔者在分析传统吉祥鱼纹的艺术特征和构成寓意的基础上,以创新的方式将传统吉祥鱼纹运用到现代陶瓷酒容器上,寻找传统文化与现代创新设计的契合点,同时展现中华民族博大精深的艺术造诣和生生不息的艺术情怀。
面积的概念包含两个重要的元素,一是面的概念,二是面的大小。欧几里得的《几何原本》中将面定义为"面是只有长度和宽度的那种东西",《新华字典》中关于面的解释为"几何学上称线移动所生成的形迹,有长有宽没有厚的形"。可见,面就是有长度、有宽度而没有厚度的一种行迹,这种行迹可以是平面,也可以是曲面;既指客观物体外表的表面,也指封闭的平面图形。而面的大小则是指一个面包含面积单位的多少,是测量的结果,
期刊
本文以某城市隐形盖梁连续梁桥为研究对象,结合连续梁桥的结构特点,利用有限元软件建立该桥的分析计算模型,分别考虑盆式橡胶支座、高阻尼橡胶支座和摩擦摆隔震支座布置方案,研究不同支座方案下桥梁的地震响应规律。论文的主要内容包括以下几个方面:(1)分别建立盆式橡胶支座、摩擦摆隔震支座、高阻尼橡胶支座方案下连续梁桥有限元动力分析模型,并采用反应谱法计算盆式橡胶支座方案地震作用下内力大小,采用时程分析法计算摩
数学是有乐趣的。有些乐趣是属于功用的,比如学了数学可以计算从甲地到乙地的时间;有些乐趣是功利的,比如学了数学可以升入高一级的学校,或者说学了数学可以得到一些肯定。这些功用也好,功利也罢,都不属于数学的本真乐趣。作为一名数学老师,真正在乎的是学生对数学本真乐趣的体验。这种本真乐趣是来自数学深处的、与人的内心抑制不住的认知冲突相联的,是让学生喜欢上数学的原因所在。本文以"面积的认识"为例,谈谈什
期刊