小波包与遗传算法优化BP神经网络相结合的井架钢结构损伤识别 被引量：2

1

作者 韩东颖 田伟 +1 位作者 黄岩 朱国庆 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期39-44,共6页

井架钢结构损伤影响其承载安全性,为快速、准确对损伤位置进行识别,提出小波包与遗传算法优化BP神经网络相结合的井架钢结构损伤识别方法。首先利用小波包处理非平稳振动信号的优良性能对原始振动信号进行特征提取,获得表征井架钢结构... 井架钢结构损伤影响其承载安全性,为快速、准确对损伤位置进行识别,提出小波包与遗传算法优化BP神经网络相结合的井架钢结构损伤识别方法。首先利用小波包处理非平稳振动信号的优良性能对原始振动信号进行特征提取,获得表征井架钢结构损伤的信息;再通过特征参数建立数据集训练并测试井架钢结构损伤识别模型,该模型结合遗传算法自身特点改善了传统BP神经网络的不足。本文识别方法不需要损伤前的数据特征进行对比,便可对损伤位置进行确定。经过对石油井架钢结构模型实验验证:该方法对井架钢结构损伤识别准确率超过90%,相对于BP网络识别准确率以及识别速度均有所提高。 展开更多

关键词 井架钢结构 损伤 小波包 遗传算法 优化的BP神经网络

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基于时域多参数信息融合与机器学习算法的井架钢结构损伤识别 被引量：2

2

作者 黄岩 韩东颖 +2 位作者 朱国庆 李岳峰 李可欣 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期698-705,共8页

为避免井架钢结构在作业过程中由结构损伤引发的安全隐患,将时域多参数信息融合与机器学习算法进行结合,基于井架钢结构位移响应信号提出了一种基于主成分分析和随机森林算法的井架钢结构损伤识别方法。利用加速度传感器提取在冲击载荷... 为避免井架钢结构在作业过程中由结构损伤引发的安全隐患,将时域多参数信息融合与机器学习算法进行结合,基于井架钢结构位移响应信号提出了一种基于主成分分析和随机森林算法的井架钢结构损伤识别方法。利用加速度传感器提取在冲击载荷下井架钢结构的加速度响应信号,由加速度响应信号处理得到位移响应信号,并提取包含脉冲因子、裕度因子和峭度的3个时域特征;运用主成分分析法将3个特征融合成1个新的综合性时域特征,将原始信号中包含的大多数信息保留下来;将处理过的数据输入随机森林算法模型进行井架钢结构损伤识别,整个过程只需要采集损伤后的信号,不需要采集损伤前的信号。利用以上损伤识别模型对井架钢结构有限元模型进行仿真计算,同时结合ZJ70井架钢结构实验室模型的实验结果进行分析。分析结果表明:利用上述损伤识别方法可以准确高效地判断出井架钢结构单一或多处损伤,判断结果的正确率为90%以上。 展开更多

关键词 损伤识别 井架钢结构 冲击载荷 加速度传感器 信息融合 机器学习 时域多参数

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HVD分解和GA-BP神经网络结合的井架钢结构损伤识别 被引量：1

3

作者 朱国庆 韩东颖 +3 位作者 黄岩 李岳峰 李可欣 葛文泰 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第2期108-113,共6页

针对井架钢结构冲击载荷振动信号非线性、非平稳性对损伤识别的干扰问题,提出了一种基于希尔伯特振动分解(Hilbert Vibration Decomposition,HVD)与遗传算法优化的神经网络(Genetic BP Neural Networks,GA-BP)相结合的智能故障诊断方法... 针对井架钢结构冲击载荷振动信号非线性、非平稳性对损伤识别的干扰问题,提出了一种基于希尔伯特振动分解(Hilbert Vibration Decomposition,HVD)与遗传算法优化的神经网络(Genetic BP Neural Networks,GA-BP)相结合的智能故障诊断方法。首先,利用HVD分解的方法处理冲击载荷作用下的加速度非平稳振动信号;其次,由斯皮尔曼相关系数选取HVD分解后的最优(Intrinsic Mode Function,IMF)分量,以最优IMF分量能量变化率构造特征向量;最后,通过特征向量建立数据集进行神经网络训练,完成信号的特征学习和故障分类。利用ZJ70型井架钢结构模型进行冲击载荷作用下的单处损伤和多处损伤的不同工况实验验证,结果表明:对于单处损伤位置识别率达到90%,多处损伤位置识别率高达96%,利用HVD分解与GA-BP神经网络相结合的方法具有较好的稳定性,能够准确判断出井架钢结构损伤位置,具有一定的实际应用价值。 展开更多

关键词 故障诊断 HVD分解 GA-BP神经网络 冲击载荷 井架钢结构 损伤识别

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基于振动测试参数的井架钢结构极限承载力预测 被引量：6

4

作者 韩东颖 周国强 +1 位作者 李子丰 时培明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期106-110,共5页

提出了基于振动测试参数预测井架钢结构极限承载力的两种新方法。第一种方法是针对井架钢结构的结构形式和受力特征,将其简化为简支梁,由载荷与振动频率之间的关系,推导出振动频率直接确定极限承载力的简易表达式。该力法简单易行,不需... 提出了基于振动测试参数预测井架钢结构极限承载力的两种新方法。第一种方法是针对井架钢结构的结构形式和受力特征,将其简化为简支梁,由载荷与振动频率之间的关系,推导出振动频率直接确定极限承载力的简易表达式。该力法简单易行,不需要建立系统的模型。第二种方法是应用一阶搜索优化算法修正动力有限元模型,然后进行线性屈曲、几何非线性和双重非线性分析从而确定井架钢结构的极限承载力,这种方法计算复杂些,但提高了预测准确度。最后利用近似平稳随机激励,对某型号井架钢结构进行了振动参数测试,分别应用这两种方法对极限承载力进行了预测。结果表明这两种基于动力参数的预测值相差不大,均能真实预测井架钢结构的极限承载性能,为复杂承载钢结构的极限承载力预测和安全评估开辟了新途径。 展开更多

关键词 井架钢结构 振动测试 有限元模型 优化 极限承载力

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基于频率和BP神经网络的井架钢结构损伤识别 被引量：11

5

作者 韩东颖 时培明 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期118-123,共6页

为了快速、准确地诊断井架钢结构的损伤位置和程度,提出仅基于测试精度高的频率数据和BP神经网络的识别方法。首先,选择频率变化比和频率平方变化比组合参数作为损伤位置识别因子,频率变化率作为损伤程度识别因子;然后,分步构建损伤位... 为了快速、准确地诊断井架钢结构的损伤位置和程度,提出仅基于测试精度高的频率数据和BP神经网络的识别方法。首先,选择频率变化比和频率平方变化比组合参数作为损伤位置识别因子,频率变化率作为损伤程度识别因子;然后,分步构建损伤位置和损伤程度识别的BP神经网络;最后,利用前10阶频率数据和BP神经网络对现场某井架钢结构的损伤位置和程度进行识别。分析结果表明,在测试噪声为10%时,采用前6阶损伤位置识别因子,能够清楚识别损伤位置,识别结果分别是1,5,9,15,19号单元损伤;采用前10阶损伤程度识别因子,1号单元的损伤程度识别结果分别为0.106 9,0.318 2,0.505 4,0.710 2,0.915 9,识别误差均不超过10%。 展开更多

关键词 井架钢结构 频率 BP神经网络 损伤识别 损伤系数

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井架钢结构在风载工况下的安全性分析 被引量：7

6

作者 韩东颖 吴畏 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第6期1292-1299,共8页

为研究井架钢结构在风载工况下的安全性能,利用有限元分析软件ANSYS建立井架钢结构数值模型,对井架钢结构在保全设备工况下背风向、侧风向、45°风向时以及停钻工况下背风向、侧风向、45°风向时的风荷载进行计算和安全性分析... 为研究井架钢结构在风载工况下的安全性能,利用有限元分析软件ANSYS建立井架钢结构数值模型,对井架钢结构在保全设备工况下背风向、侧风向、45°风向时以及停钻工况下背风向、侧风向、45°风向时的风荷载进行计算和安全性分析。结果表明:在保全设备工况下,井架钢结构位移和应力均满足安全准则;在停钻工况下,井架钢结构的顶部变形均大于许用的安全位移值;应力分析表明,在侧向风作用下,井架钢结构前后立柱之间的横杆所受到的应力大于许用的安全应力,导致井架钢结构的横杆不安全。对位移和应力的综合分析表明,需要增加井架钢结构杆件的尺寸或者对材料进行改进。在设计或对含损伤缺陷的井架钢结构进行安全性评估时,必须考虑风荷载的作用。 展开更多

关键词 井架钢结构 风荷载 保全工况 停钻工况 安全性分析

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基于时变可靠度和疲劳效应的井架钢结构剩余寿命分析 被引量：3

7

作者 韩东颖 王志磊 朱进礼 《计量学报》 CSCD 北大核心 2015年第5期491-495,共5页

为准确预测在役井架钢结构剩余服役年限的长短，建立了基于时变可靠度和疲劳效应的剩余寿命预测理论。推导了杆件等效截面积与损伤缺陷随时间变化的函数关系，建立了井架钢结构抗力时变模型；编制了井架钢结构的疲劳载荷谱，并应用S-N... 为准确预测在役井架钢结构剩余服役年限的长短，建立了基于时变可靠度和疲劳效应的剩余寿命预测理论。推导了杆件等效截面积与损伤缺陷随时间变化的函数关系，建立了井架钢结构抗力时变模型；编制了井架钢结构的疲劳载荷谱，并应用S-N曲线法及雨流计数原理等相关理论，建立了基于疲劳效应的寿命预测理论。对JJ220／42-K型井架钢结构进行了剩余寿命预测，结果表明，综合考虑腐蚀与初弯曲影响时的寿命明显低于仅考虑腐蚀时的寿命，说明局部损伤对寿命影响较大；结构的可靠度寿命明显低于疲劳寿命。 展开更多

关键词 计量学 剩余寿命 时变可靠度 疲劳效应 井架钢结构 损伤缺陷

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基于HVD包络谱瞬态能量曲率的井架钢结构损伤识别 被引量：2

8

作者 韩东颖 罗皓 +1 位作者 孔祥西 时培明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期135-140,147,共7页

针对复杂工作环境下井架钢结构损伤识别问题,提出了一种基于希尔伯特振动分解(HVD)包络谱瞬态能量曲率的井架钢结构损伤识别方法。已知非平稳、非线性的复杂信号,利用结构低阶信息,利用HVD法将其分解为拥有缓慢变化多个信号分量之和,选... 针对复杂工作环境下井架钢结构损伤识别问题,提出了一种基于希尔伯特振动分解(HVD)包络谱瞬态能量曲率的井架钢结构损伤识别方法。已知非平稳、非线性的复杂信号,利用结构低阶信息,利用HVD法将其分解为拥有缓慢变化多个信号分量之和,选取主分量提取信号特征;对于井架钢结构损伤识别,利用HVD法提取振动信号的损伤特征,将HVD包络谱瞬态能量曲率作为损伤敏感指标;计算井架钢结构振动信号包络谱瞬态能量曲率完成损伤识别,以ZJ70井架钢结构为例,通过损伤识别仿真计算,得出该指标对井架钢结构损伤敏感,能够准确识别单损伤和多损伤位置;将该方法应用于ZJ70井架钢结构实验模型,成功地识别了单损伤和两损伤,验证了该方法的可行性和准确性。 展开更多

关键词 井架钢结构 希尔伯特振动分解(HVD) 包络谱 瞬态能量曲率 损伤识别

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基于多特征融合与机器学习的井架钢结构智能诊断 被引量：4

9

作者 黄岩 韩东颖 +1 位作者 朱国庆 时培明 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第25期10800-10807,共8页

为了解决复杂的井架钢结构损伤识别问题,创新地将时域多参数信息融合与机器学习结合起来,根据井架钢结构的加速度响应信号,提出了一种基于主成分分析和支持向量机的井架钢结构损伤识别方法。首先,利用加速度传感器提取在冲击载荷下井架... 为了解决复杂的井架钢结构损伤识别问题,创新地将时域多参数信息融合与机器学习结合起来,根据井架钢结构的加速度响应信号,提出了一种基于主成分分析和支持向量机的井架钢结构损伤识别方法。首先,利用加速度传感器提取在冲击载荷下井架钢结构加速度响应信号,进而获得其多个时域特征:脉冲因子、裕度因子和峭度;其次,依据主成分分析法将以上特征进行融合,在保证尽可能多的信息被保留的情况下形成一个新的综合性特征;最后,将该特征数据输入支持向量机模型进行损伤识别。利用以上理论进行仿真模拟计算和识别,并对ZJ70型井架钢结构实验室模型进行试验分析,以验证方法的可行性和普适性。结果表明:采用该方法对井架钢结构单一或多处损伤识别的准确率较高,且简单易行,耗时较少。 展开更多

关键词 井架钢结构 损伤识别 主成分分析法 支持向量机

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钢结构井架动力特性测试分析与提高承载力研究 被引量：9

10

作者 于广云 葛新辉 +1 位作者 李宏波 王伯平 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期61-65,共5页

由于煤矿主井井架提升能力的增加,引起井架杆件受力增大,受迫振动频率增大,导致安全性能降低。针对该井架具体情况,采用增大杆件截面的方法对其进行了加固。应用SAP2000有限元软件,建立三维有限元模型,对其自振特性和加固前后的杆件应... 由于煤矿主井井架提升能力的增加,引起井架杆件受力增大,受迫振动频率增大,导致安全性能降低。针对该井架具体情况,采用增大杆件截面的方法对其进行了加固。应用SAP2000有限元软件,建立三维有限元模型,对其自振特性和加固前后的杆件应力进行了对比分析,加固后杆件最大应力大大降低;通过加固前后不同荷载下的动力测试,对加固后井架的运行状况作出评估与分析,在原提升荷载和新提升荷载下,井架工作时平均振动频率都有很大幅度的减小。有限元计算和现场测试表明,井架加固后使安全性能大大提高,采用增大截面的方法可以提高钢结构井架的承载力。 展开更多

关键词 钢结构井架 增大截面 有限元 动力测试

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A式多绳提升钢结构井架安装及应用分析

11

作者 乔红兵 陈大峰 《煤炭工程》 北大核心 2003年第9期48-50,共3页

矿山立井提升随着现代化矿井井型加大和深部煤层的开采 ,单绳缠绕式绞车在容绳量、提升速度、提升能力、安全性能等方面都难以满足要求。论文对A式多绳提升钢井架的结构、安装工艺及其受力情况进行分析 ,并结合实例进行了进一步阐述。

关键词 矿山立井 钢结构井架 A式多绳提升钢结构井架

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大型钢结构井架超90桅杆板转法吊装与凿井平行作业的技术通过鉴定

12

《煤炭工程》 北大核心 2007年第3期80-80,共1页

唐山开滦建设集团委托中国煤炭工业协会就《大型钢结构井架超90桅杆板转法吊装与凿井平行作业的技术研究》组织专家进行鉴定。专家认为：该项目从凿井实际出发，应用大型钢结构吊装理论和计算方法，成功地进行了大型钢结构井架超90桅杆... 唐山开滦建设集团委托中国煤炭工业协会就《大型钢结构井架超90桅杆板转法吊装与凿井平行作业的技术研究》组织专家进行鉴定。专家认为：该项目从凿井实际出发，应用大型钢结构吊装理论和计算方法，成功地进行了大型钢结构井架超90桅杆板转法吊装与凿井平行作业的技术研究和实施，与国内外同类技术相比，具有创新性和先进性。 展开更多

关键词 钢结构吊装 钢结构井架 平行作业 技术 凿井 桅杆 鉴定 板

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箱形井架斜腿组件尺寸的计算研究

13

作者 刘春峰 刘厚福 +5 位作者 孙玉霞 荆炜华 姜德芳 刘金生 刘芒果 王俊奎 《煤炭工程》 北大核心 2008年第8期68-74,共7页

文章介绍了应用空间向量几何学知识,解决淮南谢桥矿副井钢结构井塔主副斜腿几何尺寸和空间状况下焊缝坡口尺寸角度的设计计算过程和结果。此计算方法可为类似钢结构工程空间尺寸和焊缝坡口的确定与计算,以及启发技术人员如何开展技术工... 文章介绍了应用空间向量几何学知识,解决淮南谢桥矿副井钢结构井塔主副斜腿几何尺寸和空间状况下焊缝坡口尺寸角度的设计计算过程和结果。此计算方法可为类似钢结构工程空间尺寸和焊缝坡口的确定与计算,以及启发技术人员如何开展技术工作都有现实的指导意义。 展开更多

关键词 钢结构井架 几何尺寸 焊缝坡口角度

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落地式多绳提升机提升设施安装工艺

14

作者 陈大峰 《煤炭工程》 北大核心 2001年第12期24-26,共3页

大型立井矿山主、副提升目前设计上较多地选用落地式多绳提升机、大型钢结构井架 ,本文着重介绍了在多绳提升设施安装中选用一种将首绳、尾绳。

关键词 落地式多绳提升机 钢结构井架 提升设施 安装工艺 提升容器

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