基于CEEMDAN-VMD-PSO-LSTM模型的桥梁挠度预测 被引量：6

1

作者 郭永刚 张美霞 +2 位作者 王凯 刘立明 陈卫明 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期150-159,共10页

针对桥梁运行阶段的健康状态监测,构建了CEEMDAN-VMD-PSO-LSTM模型对桥梁挠度进行预测。该模型主要分为二次模态分解平稳化、粒子群优化(PSO)算法和长短期记忆(LSTM)网络预测三大模块,共有5个步骤:①利用自适应噪声完备集合经验模态分解... 针对桥梁运行阶段的健康状态监测,构建了CEEMDAN-VMD-PSO-LSTM模型对桥梁挠度进行预测。该模型主要分为二次模态分解平稳化、粒子群优化(PSO)算法和长短期记忆(LSTM)网络预测三大模块,共有5个步骤:①利用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)算法对桥梁原始挠度序列进行初次模态分解,分解为若干本征模态分解函数(IMF);②使用样本熵(SampEn/SE)计算各IMF分量的复杂度,并通过K-means聚类为高频、中频和低频3个IMF分量;③通过变分模态分解(VMD)算法对高频IMF分量进行二次模态分解;④分别对各个IMF分量通过PSO算法得出LSTM最优超参数组合;⑤将各最优超参数分别代入LSTM模型进行训练,并将各预测结果融合为最终的预测结果。结果表明:该预测方法具有最高的预测精度,为智慧桥梁的安全监测监控提供了新的技术方法。 展开更多

关键词 桥梁挠度预测 自适应噪声完备集合经验模态分解 变分模态分解 样本熵 K-MEANS聚类 粒子群优化 长短期记忆网络

在线阅读 下载PDF 职称材料

火灾下双钢板-混凝土组合墙抗冲击机理分析与挠度预测

2

作者 杨耀堂 王蕊 +1 位作者 赵晖 侯川川 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期11-25,共15页

双钢板-混凝土组合墙(steel-concrete composite wall,SC wall)常用于核电站、超高层等重要结构的承重构件,其在偶然荷载作用下的力学性能也是其推广应用的关键指标。为此,针对火灾下SC墙的抗冲击性能进行研究并给出相关设计建议。首先... 双钢板-混凝土组合墙(steel-concrete composite wall,SC wall)常用于核电站、超高层等重要结构的承重构件,其在偶然荷载作用下的力学性能也是其推广应用的关键指标。为此,针对火灾下SC墙的抗冲击性能进行研究并给出相关设计建议。首先建立了SC墙在火灾与冲击耦合作用下的有限元模型,在验证模型可靠性基础上,开展了火灾下SC墙抗冲击机理的分析;然后研究了轴力、受火时间、材料强度、冲击能量与抗剪连接件形式等参数对SC墙在火灾下抗冲击性能的影响规律;最后给出了该类构件在耦合工况下跨中峰值挠度的预测公式。结果表明:随着受火时间的增加,SC墙受冲击变形模式由局部冲切逐渐转变为整体弯曲破坏;火灾下,混凝土为SC墙受冲击的主要耗能部件;混凝土强度、轴力与抗剪连接件形式对SC墙在高温下的抗冲击性能影响显著,钢板强度的影响则较小;建议的公式可较合理地预测火灾下SC墙受冲击后的跨中峰值挠度。 展开更多

关键词 双钢板-混凝土组合墙 火灾 抗冲击性能 破坏模式 挠度预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于蚁群优化算法的大跨度预应力混凝土桥梁挠度预测 被引量：9

3

作者 黄腾 陈喜凤 刘岭 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A02期235-240,共6页

为了解决大跨径预应力混凝土桥梁挠度变形难以准确预测这一问题,提出采用适用于解决复杂、不确定性、非线性问题的蚁群优化算法.该算法中蚂蚁根据反映蚁群整体经验的信息函数和反映蚂蚁个体经验的启发函数计算转移概率,作为其进行路径... 为了解决大跨径预应力混凝土桥梁挠度变形难以准确预测这一问题,提出采用适用于解决复杂、不确定性、非线性问题的蚁群优化算法.该算法中蚂蚁根据反映蚁群整体经验的信息函数和反映蚂蚁个体经验的启发函数计算转移概率,作为其进行路径选择的依据,然后根据所选路径的优劣释放一定浓度的信息素以增加蚁群整体的累积经验,由此形成正反馈、自催化的路径选择机制.基于此模型,结合某大跨径预应力混凝土桥梁挠度变形实际情况,将挠度变形量视为蚂蚁进行路径选择和释放信息素的基本依据,通过合理确定信息函数、启发函数、信息素更新策略、蚂蚁搜索及预测机制,构建了挠度变形预测的蚁群优化算法模型.对该桥梁跨中沉降槽部分2个不同阶段的挠度变形预测结果表明,该模型预测精度较高,适用性较强,为类似桥梁挠度预测开辟了一条新的途径. 展开更多

关键词 蚁群优化 挠度预测 大跨径预应力混凝土桥梁 路径选择 信息函数 启发函数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于人工神经网络的柔性机翼挠度预测 被引量：5

4

作者 王志飞 王华 +1 位作者 贾青萍 韩晶 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期405-408,414,共5页

为实现对承载后柔性机翼挠度的准确预测,在全面分析柔性机翼挠度的影响因素基础上,应用正交试验法确定的影响柔性机翼挠度的主要因子作为输入变量,挠度作为输出变量,以大量试验数据为训练样本,通过多次试取隐含层和各隐含单元,并选取tra... 为实现对承载后柔性机翼挠度的准确预测,在全面分析柔性机翼挠度的影响因素基础上,应用正交试验法确定的影响柔性机翼挠度的主要因子作为输入变量,挠度作为输出变量,以大量试验数据为训练样本,通过多次试取隐含层和各隐含单元,并选取trainlm作为最优训练函数,最终建立了预测柔性机翼挠度的BP(Back Propagation)人工神经网络模型.在此基础上,随机选取试验结果中的12组试验样本,连续进行10次挠度预测,预测结果和试验实测值最大相对误差和标准方差分别为4.481%,1.033 7.解析结果表明:柔性机翼挠度预测结果与实验值吻合的较好,建立的人工神经网络预测模型具有较高的预测精度. 展开更多

关键词 柔性机翼 BP神经网络 挠度预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于能量法刚接支腿门式起重机挠度预测的研究 被引量：3

5

作者 张大鹏 程文明 蔡锟 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期886-891,共6页

门式起重机承受额定载荷时主梁跨中的下挠值是门式起重机整机试验的最重要检测指标。对于大吨位门式起重机整机实验时,实验砝码现场准备十分困难,甚至无法进行整机实验检验。针对门架结构考虑了支腿弯矩对主梁挠度影响的情况,推导出集... 门式起重机承受额定载荷时主梁跨中的下挠值是门式起重机整机试验的最重要检测指标。对于大吨位门式起重机整机实验时,实验砝码现场准备十分困难,甚至无法进行整机实验检验。针对门架结构考虑了支腿弯矩对主梁挠度影响的情况,推导出集中载荷在主梁跨中处作用时的挠曲线方程。通过分别测量三次小载荷在跨中处作用的主梁下挠值,求得门架结构主梁挠曲线方程系数,从而预测大吨位门式起重机额定载荷时主梁的下挠度。三次小载荷实验法为预测大吨位门架结构主梁挠度提供了实用有效的方法。 展开更多

关键词 门式起重机 刚接支腿 预测挠度 载荷试验 结构刚度

在线阅读 下载PDF 职称材料

改进的PSO-SVM模型在大坝变形预测中的应用 被引量：11

6

作者 徐朗 蔡德所 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第3期120-123,128,共5页

支持向量机(SVM)由于理论基础完善,在处理高维度非线性问题中,表现出了许多特有的优势。因此,支持向量机模型在处理大坝变形预测问题时具有明显的优越性,且常采用粒子群(PSO)算法对SVM模型的惩罚参数C和核函数σ进行寻优,但是标准的PSO... 支持向量机(SVM)由于理论基础完善,在处理高维度非线性问题中,表现出了许多特有的优势。因此,支持向量机模型在处理大坝变形预测问题时具有明显的优越性,且常采用粒子群(PSO)算法对SVM模型的惩罚参数C和核函数σ进行寻优,但是标准的PSO算法存在早熟收敛以及易于陷入局部极小值等缺陷。引入柯西分布函数和密度函数,根据函数变化的性质对标准PSO算法中粒子位置和速度的更新公式进行改进,有效提升了算法的寻优性能。运用改进后的PSO-SVM模型对水布垭面板堆石坝的面板挠度变形进行预测分析,并与SVM模型、标准PSO-SVM模型的预测结果进行对比,结果显示,改进的PSO-SVM模型的拟合效果和预测精度都更加优秀,为进行大坝变形预测工作提供了一种性能优良,精度较高的预测模型。 展开更多

关键词 大坝安全监测 支持向量机 改进的粒子群算法 面板挠度预测模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于车桥振动的桥梁振型识别及主梁挠度计算方法 被引量：3

7

作者 亓兴军 亓圣 +1 位作者 王珊珊 丁晓岩 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第5期191-201,共11页

根据桥梁间接测量法的基本原理,对一座三跨连续梁桥建立车桥振动有限元模型,提取匀速通过桥梁时车辆竖向加速度时程响应,利用中心差分法计算接触点加速度时程响应,采用快速傅里叶变换得到加速度频谱图,应用峰值拾取法识别出桥梁的前三... 根据桥梁间接测量法的基本原理,对一座三跨连续梁桥建立车桥振动有限元模型,提取匀速通过桥梁时车辆竖向加速度时程响应,利用中心差分法计算接触点加速度时程响应,采用快速傅里叶变换得到加速度频谱图,应用峰值拾取法识别出桥梁的前三阶频率;利用带通滤波技术从接触点竖向加速度响应中提取与桥梁频率相关的分量响应,通过希尔伯特变换得到测试桥梁的前三阶振型,并与有限元理论振型进行比较。结果表明:车体质量的改变对于振型识别没有明显影响;车速较低时对于振型的识别不利,但选择合适的驱车速度仍能够保证振型的识别精度。基于桥梁有限元模型,将识别的振型进行质量归一化,计算主梁的测试位移柔度矩阵,设计桥梁标准荷载试验方案,利用柔度矩阵计算主梁在试验荷载下的预测挠度,并与理论挠度进行比较。结果表明,在合适的车速下,预测挠度与理论挠度误差基本满足工程精度要求。 展开更多

关键词 车桥耦合振动 间接测量法 振型识别 柔度矩阵 预测挠度

在线阅读 下载PDF 职称材料

结构刚塑性动力解的弹性补偿 被引量：1

8

作者 余同希 胡庆洁 朱凌 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-10,共10页

近年来,我国学者以膜力因子法和饱和分析方法相结合为理论工具,对梁、板等结构件在脉冲载荷作用下的塑性大变形行为作了全面深入的研究,为脉冲加载下结构的最终挠度提供了优于历史上各种刚塑性近似解的最佳刚塑性预测公式。然而,由于实... 近年来,我国学者以膜力因子法和饱和分析方法相结合为理论工具,对梁、板等结构件在脉冲载荷作用下的塑性大变形行为作了全面深入的研究,为脉冲加载下结构的最终挠度提供了优于历史上各种刚塑性近似解的最佳刚塑性预测公式。然而,由于实际工程应用中金属结构弹塑性动力响应的复杂性和数值模拟的局限性,与考虑材料弹性效应的结果相比,刚塑性解对脉冲加载下结构所预测的最终挠度的误差有多大,是一个亟待解决的关键问题。对这个问题的首阶段研究成果厘清了材料弹性对脉冲加载下结构塑性动态大变形的影响,定量评估了由最佳刚塑性理论解与弹塑性数值模拟得到的最终挠度预测结果之间的差异。在此基础上,提出了补偿弹性效应的策略和方法,即:在已有的最佳刚塑性解预测的挠度基础上添加一个补偿项,将补偿项表达为脉冲载荷强度的效应与结构自身刚度的效应分离的变量函数,并尽量减少待定系数/指数的数量,以求表达式的简洁;根据这些原则在金属结构的主要工程应用领域内选定结构刚度和外载参数的变化范围,对固支梁和固支方板的案例实施拟合与补偿,最后得到了对梁和板增添补偿项后的简单而实用的最终挠度预测公式,其相对误差在3%的范围之内,很适合工程设计应用。文末列表给出了符号与公式的一览,并对梁和方板的结果作了综合和比较。 展开更多

关键词 结构塑性动力响应 脉冲载荷 固支梁和固支方板 弹性效应补偿 最终挠度的最佳预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于移动式冲击振动的桥梁快速测试与柔度识别研究进展 被引量：3

9

作者 田永丁 张建 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期46-61,共16页

如何实现公路网上大规模中小型桥梁的快速测试与状态参数识别是迫切需要解决的问题。结构检测监测技术是保障桥梁安全的重要手段,但传统检测技术费工费时、结构健康监测系统复杂昂贵,移动测试由于其具有高机动性、快速、低成本的优点在... 如何实现公路网上大规模中小型桥梁的快速测试与状态参数识别是迫切需要解决的问题。结构检测监测技术是保障桥梁安全的重要手段,但传统检测技术费工费时、结构健康监测系统复杂昂贵,移动测试由于其具有高机动性、快速、低成本的优点在国内外得到广泛研究,为中小型桥梁的快速测试提供新思路。文章综述了移动式冲击振动测试方面的研究进展,对移动式冲击振动测试的理论基础、测试方法及柔度识别理论、软硬件系统和工程实践进行详细阐述。首先,阐述移动式冲击振动的桥梁快速测试思路,推导冲击振动测试数据与常规环境振动测试数据包含信息的本质区别,证明冲击振动测试数据具备识别结构柔度等详尽动力参数的独特优势;其次,综述基于冲击振动的桥梁快速测试方法及柔度识别理论,包括基于整体固定点冲击振动、分块移动式冲击振动和车载式连续冲击振动的结构位移柔度识别理论,以及基于冲击振动与长标距应变传感技术的应变柔度识别理论;然后,介绍基于冲击振动的桥梁快速测试软硬件一体化系统开发方面的研究进展;最后,综述移动式冲击振动测试在桥梁工程中的应用实践。文献综述表明:相比较于常规环境振动测试,移动式冲击振动测试能够实现边移动边激振,在方便快捷的同时具备识别桥梁振型缩放系数、模态质量、位移/应变柔度等详尽动力参数的优势,为公路网上数量众多的中小跨径桥梁病害快速筛查、损伤识别、可靠度评估与长期性能劣化研究奠定数据基础。 展开更多

关键词 桥梁快速测试 移动冲击振动 振型缩放系数 模态柔度识别 静力挠度预测 快速评估

在线阅读 下载PDF 职称材料

波形钢腹板连续刚构桥架设过程的智能化施工控制 被引量：5

10

作者 白云腾 王晓明 +1 位作者 录哲元 张嘉鼎 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2022年第4期137-145,共9页

针对波形钢腹板连续刚构桥架设过程中腹板剪切变形所致挠度预测问题,建立了采用思维进化算法(MEC)优化BP神经网络(MEC-BP)的挠度预测框架,研发了基于可视化管控系统的智能化施工控制模块。挠度预测框架主要包括三部分:首先,获取用于建... 针对波形钢腹板连续刚构桥架设过程中腹板剪切变形所致挠度预测问题,建立了采用思维进化算法(MEC)优化BP神经网络(MEC-BP)的挠度预测框架,研发了基于可视化管控系统的智能化施工控制模块。挠度预测框架主要包括三部分:首先,获取用于建立预测模型的数据集,其中输入样本和输出样本分别由拉丁超立方体采样(LHS)技术和高精度实体有限元模型生成;然后,基于所获得的数据集,建立了基于MEC-BP神经网络的挠度预测模型,并根据统计准则对模型性能进行评估;最后,利用训练良好的MEC-BP模型对波形钢腹板连续刚构桥架设施工的挠度进行预测。智能化施工控制模块主要包括两部分:首先,根据规范建立分级预警指标体系,分别为红色、黄色及绿色预警;其次,基于可视化管控系统研发了施工控制模块,并开发了手机端APP,在此基础上,结合MEC-BP预测模型,实现了波形钢腹板连续刚构桥架设过程的智能化施工控制。以梁渠沟大桥为背景,将挠度预测值与现场实测值进行对比验证。结果表明:MEC-BP预测模型的挠度预测值与现场实测值吻合较好,预测误差均满足要求;智能化施工控制系统在梁渠沟大桥架设过程中成功预警3次,助力梁渠沟大桥的建设取得圆满成功;研究成果可为波形钢腹板连续刚构桥架设施工的智能化控制提供理论依据。 展开更多

关键词 架设过程 波形钢腹板 连续刚构桥 挠度预测 MEC-BP神经网络 智能化施工控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

双钢板混凝土组合墙抗冲击计算方法研究

11

作者 孙继红 安国青 王蕊 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第4期108-116,共9页

为研究双钢板混凝土组合(SC)墙的抗冲击性能,采用ABAQUS建立了SC墙在轴力与冲击耦合作用下的数值模型,并通过已有SC构件落锤冲击试验结果验证了有限元模型的适用性.基于此,首先分析了SC墙的抗冲击工作机理;其次,重点研究了钢板含钢率、... 为研究双钢板混凝土组合(SC)墙的抗冲击性能,采用ABAQUS建立了SC墙在轴力与冲击耦合作用下的数值模型,并通过已有SC构件落锤冲击试验结果验证了有限元模型的适用性.基于此,首先分析了SC墙的抗冲击工作机理;其次,重点研究了钢板含钢率、轴压比等参数对构件动力响应的影响;最后给出了该类构件在轴力-冲击耦合作用下跨中最大挠度简化计算公式.结果表明:SC墙冲击全过程分为四个阶段,混凝土是构件抗冲击的主要耗能部件;轴压比会削弱构件的抗冲击性能,且当轴压比大于0.2时,影响更加明显;钢板含钢率、冲击速度、冲击质量与对拉钢筋间距对构件抗冲击性能影响较大;建议的计算公式能有效预测冲击荷载下考虑轴力影响的SC墙跨中最大挠度. 展开更多

关键词 双钢板混凝土组合墙 轴力-冲击耦合 有限元分析 挠度预测

在线阅读 下载PDF 职称材料