文章提出基于贝叶斯推理的结构非线性概率模型参数估计方法,结合非线性参数的后验概率分布估计结果,实现结构在动力荷载作用下的失效概率预测。利用结构实测加速度响应作为输入,构建贝叶斯推理的似然函数,采用过渡马尔可夫蒙特卡洛(tran...文章提出基于贝叶斯推理的结构非线性概率模型参数估计方法,结合非线性参数的后验概率分布估计结果,实现结构在动力荷载作用下的失效概率预测。利用结构实测加速度响应作为输入,构建贝叶斯推理的似然函数,采用过渡马尔可夫蒙特卡洛(transitional Markov chain Monte Carlo,TMCMC)算法估计非线性概率模型参数的后验概率分布。当模型参数的后验概率分布被计算之后,利用更新后的参数后验概率分布作为输入,通过随机抽样算法预测结构在动力荷载作用下的失效概率。为验证方法的可行性,对地震荷载作用下的5层钢框架结构进行数值模拟,通过钢框架结构的缩尺振动台试验进一步验证该方法的有效性。研究结果表明:该方法能够准确实现非线性模型参数的后验概率密度计算,能够对结构在地震荷载下的失效概率进行有效预测。展开更多
预制钢板组合梁桥结合了钢材和混凝土2种不同材料的特性,使其具有施工简便、受力明确等特点,从而得到了广泛的应用。文章以固镇至蚌埠高速公路工程项目处一30 m钢板组合梁桥为背景,针对钢板组合梁桥行车振动问题,设计了一种行车振动控...预制钢板组合梁桥结合了钢材和混凝土2种不同材料的特性,使其具有施工简便、受力明确等特点,从而得到了广泛的应用。文章以固镇至蚌埠高速公路工程项目处一30 m钢板组合梁桥为背景,针对钢板组合梁桥行车振动问题,设计了一种行车振动控制装置,利用ANSYS有限元软件分析了调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)在该桥减振控制中的参数敏感性,并对比分析了行车速度对减振效果的影响。研究结果表明,通过合理设置TMD的质量、刚度和阻尼系数可以达到最优的减振控制效果,该文提出的减振装置对移动车辆引起的竖向振动控制效果明显,且在较低时速下减振效果更加显著。展开更多
为同时考虑多种不确定因素对非线性结构模型修正的影响,提出了一种基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正方法。为了描述具有时变特性的非线性动力响应,提取结构动力响应主分量的瞬时加速度幅值作为非线性指标,基于贝叶斯方法,将整...为同时考虑多种不确定因素对非线性结构模型修正的影响,提出了一种基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正方法。为了描述具有时变特性的非线性动力响应,提取结构动力响应主分量的瞬时加速度幅值作为非线性指标,基于贝叶斯方法,将整个模型修正过程分为3个相互独立的模块:首先建立非线性模型的高斯过程替代模型记为模块一;同时,为考虑模型误差对非线性结构随机模型修正的影响,将设计变量作为输入,模型误差作为输出,建立关于模型误差的高斯过程替代模型,记为模块二;最后,结合贝叶斯推理方法与模块一和模块二中的高斯过程模型,利用过渡马尔可夫链蒙特卡罗(transitional Markov Chain Monte Carlo,TMCMC)随机采样方法估计待修正参数后验概率密度函数,实现基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正研究。采用三跨连续梁桥数值算例来验证所提出的随机非线性模型修正方法的准确性,并对比了不同噪声水平、不同程度模型误差条件下的模型修正结果。研究结果表明,基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正方法能够有效地实现非线性结构的随机模型修正,并具有较好的鲁棒性。展开更多
针对钢-混组合梁桥的行车振动问题,设计了一种碰撞调谐质量阻尼器(pounding tuned mass dampers, PTMD)装置,进行了基于PTMD的钢-混组合梁减振效应试验研究和数值分析研究。设计并制作了钢-混组合梁试验模型和PTMD装置,研究了PTMD装置...针对钢-混组合梁桥的行车振动问题,设计了一种碰撞调谐质量阻尼器(pounding tuned mass dampers, PTMD)装置,进行了基于PTMD的钢-混组合梁减振效应试验研究和数值分析研究。设计并制作了钢-混组合梁试验模型和PTMD装置,研究了PTMD装置的减振效果并进行PTMD装置的参数讨论。结果表明,该PTMD装置对钢-混组合梁的振动有明显的抑制效果,在振动响应较大时能够取得更好的减振效果,其最佳质量比为2%,最佳碰撞间隙为4 mm,在试验梁上同时安装3个PTMD更为合理。以某高速公路线路上的双主梁钢-混组合梁桥为研究背景,建立了车-桥-PTMD耦合系统模型,计算并对比双主梁钢-混组合梁桥在移动车辆荷载作用下无减振装置和应用PTMD装置下的动力响应,验证了PTMD装置在实际应用中的减振效果。展开更多
文摘文章提出基于贝叶斯推理的结构非线性概率模型参数估计方法,结合非线性参数的后验概率分布估计结果,实现结构在动力荷载作用下的失效概率预测。利用结构实测加速度响应作为输入,构建贝叶斯推理的似然函数,采用过渡马尔可夫蒙特卡洛(transitional Markov chain Monte Carlo,TMCMC)算法估计非线性概率模型参数的后验概率分布。当模型参数的后验概率分布被计算之后,利用更新后的参数后验概率分布作为输入,通过随机抽样算法预测结构在动力荷载作用下的失效概率。为验证方法的可行性,对地震荷载作用下的5层钢框架结构进行数值模拟,通过钢框架结构的缩尺振动台试验进一步验证该方法的有效性。研究结果表明:该方法能够准确实现非线性模型参数的后验概率密度计算,能够对结构在地震荷载下的失效概率进行有效预测。
文摘预制钢板组合梁桥结合了钢材和混凝土2种不同材料的特性,使其具有施工简便、受力明确等特点,从而得到了广泛的应用。文章以固镇至蚌埠高速公路工程项目处一30 m钢板组合梁桥为背景,针对钢板组合梁桥行车振动问题,设计了一种行车振动控制装置,利用ANSYS有限元软件分析了调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)在该桥减振控制中的参数敏感性,并对比分析了行车速度对减振效果的影响。研究结果表明,通过合理设置TMD的质量、刚度和阻尼系数可以达到最优的减振控制效果,该文提出的减振装置对移动车辆引起的竖向振动控制效果明显,且在较低时速下减振效果更加显著。
文摘为同时考虑多种不确定因素对非线性结构模型修正的影响,提出了一种基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正方法。为了描述具有时变特性的非线性动力响应,提取结构动力响应主分量的瞬时加速度幅值作为非线性指标,基于贝叶斯方法,将整个模型修正过程分为3个相互独立的模块:首先建立非线性模型的高斯过程替代模型记为模块一;同时,为考虑模型误差对非线性结构随机模型修正的影响,将设计变量作为输入,模型误差作为输出,建立关于模型误差的高斯过程替代模型,记为模块二;最后,结合贝叶斯推理方法与模块一和模块二中的高斯过程模型,利用过渡马尔可夫链蒙特卡罗(transitional Markov Chain Monte Carlo,TMCMC)随机采样方法估计待修正参数后验概率密度函数,实现基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正研究。采用三跨连续梁桥数值算例来验证所提出的随机非线性模型修正方法的准确性,并对比了不同噪声水平、不同程度模型误差条件下的模型修正结果。研究结果表明,基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正方法能够有效地实现非线性结构的随机模型修正,并具有较好的鲁棒性。
文摘为了更合理地动态预测桥梁耦合极值应力,将历史监测极值应力数据视为多阶模态响应耦合的多分量信号,并结合Hilbert信号分解以及Hilbert平方解调技术(Hilbert Square Demodulation,HSD)在多分量信号解调方面的优势,提出了预测桥梁极值应力的贝叶斯Hilbert动态线性模型(Bayesian Hilbert Dynamic Linear Model,BHDLM)。利用Hilbert信号分解技术实现对监测极值应力的解耦,并基于HSD建立了各阶应力响应的Hilbert动态线性模型(Hilbert Dynamic Linear Model,HDLM);结合贝叶斯方法以及单分量极值应力对HDLM进行概率递推,实现了对单分量桥梁极值应力的动态预测,进而可得桥梁耦合极值应力的动态预测;利用在役桥梁的监测数据对本文所提模型的有效性进行了验证。结果表明:利用解耦得到的单分量极值应力数据建立的HDLM过程简单,并能很好地反映出监测数据的周期性、随机性等特点。结合贝叶斯方法,可以有效地对桥梁极值应力进行动态预测。
