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题名结构损伤识别的二次反馈岭估计法
被引量：1
- 1
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作者
李翠
朱学坤
俞记生
伍晓顺
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机构
江西交通职业技术学院信息工程学院
江西交通职业技术学院路桥工程学院
中交长江咨询集团有限公司
江西理工大学土木与测绘工程学院(南昌)
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出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期932-938,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(51868026)
江西省自然科学基金项目(20202BAB204028)
江西省交通运输厅科技项目(2023H0039)资助。
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文摘
为了克服灵敏度方程的病态最小二乘问题,提出一种基于模态柔度变化的结构损伤识别二次反馈岭估计法。采用模态特征值和振型来组集模态柔度矩阵,建立由模态柔度变化求解单元损伤系数的损伤识别线性方程组。在损伤定位阶段,先分别利用非负最小二乘法和反馈岭估计法来初步评估损伤位置。由于这两种方法的损伤定位结果常受到不同未损单元的干扰,所以通过对它们的计算结果取交集来综合确定疑似损伤单元。在损伤定量阶段,将正则化矩阵中对应疑似损伤单元的对角元素缩小,同时将对应其余单元的对角元素放大,进行二次反馈岭估计以最终完成损伤定量识别。某简支梁数值分析表明,相比非负最小二乘法和反馈岭估计法,所提方法具有更强的抗噪鲁棒性。无论是损伤定位还是损伤定量,均具有更加可靠的识别精度。
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关键词
损伤识别
模态柔度
模态识别
结构健康监测
损伤灵敏度
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Keywords
Damage detection
Modal flexibility
Modal identification
Structural health monitoring
Damage sensitivity
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分类号
TU311
[建筑科学—结构工程]
O327
[理学—一般力学与力学基础]
O329
[理学—一般力学与力学基础]
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题名基于密集连接卷积神经网络的结构损伤识别
- 2
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作者
吁强
蔡晓丽
李翠
朱学坤
伍晓顺
朱驰
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机构
江西理工大学土木与测绘工程学院(南昌)
江西交通职业技术学院信息工程学院
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出处
《地震工程与工程振动》
CSCD
北大核心
2024年第3期61-72,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(51868026)
江西省自然科学基金项目(20202BAB204028)
江西省研究生创新专项资金项目(YC2022-S695)。
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文摘
提出一种经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)和密集连接卷积神经网络(densely connected convolutional network, DenseNet)相结合的结构损伤识别网络模型(E-DenseNet)。对采集的加速度信号进行EMD得到多个本征模态函数(intrinsic mode function, IMF)分量,接着剔除皮尔逊相关系数绝对值较小的弱相关IMF分量。根据输入数据的组织方式,设定3种E-DenseNet模型:E-DenseNet1利用强相关IMF分量重构信号建立一维单通道输入数据;E-DenseNet2将各强相关IMF分量分别视作一个通道来建立一维多通道输入数据;E-DenseNet3利用所有强相关IMF分量组成二维矩阵来建立二维单通道输入数据。某简支梁算例分析表明:E-DenseNet1计算速度快但识别精度低,E-DenseNet2计算速度快且识别精度高,E-DenseNet3识别精度高但计算速度慢;与一维多通道残差卷积神经网络(residual network, ResNet)及标准卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)相比,E-DenseNet2的识别精度明显更优;E-DenseNet2因而具有兼顾计算效率和识别精度的优点。E-DenseNet2可视化分析表明了其识别过程,对于相同工况下的不同样本,输出层越深其输出特征越相似,直至全连接层给出极大相似输出特征。
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关键词
损伤识别
神经网络
动力测试
灵敏度分析
经验模态分解
-
Keywords
damage detection
neural network
dynamic test
sensitivity analysis
empirical mode decomposition
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分类号
TU311.3
[建筑科学—结构工程]
TU18
[建筑科学—建筑理论]
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题名定位结构损伤的改进跨模型模态应变能法
- 3
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作者
张雅儒
马俊
伍晓顺
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机构
江西理工大学土木与测绘工程学院(南昌)
南昌市虚拟数字工程与文化传播重点实验室
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出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期503-508,共6页
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基金
江西省自然科学基金资助项目(20202BAB204028)
国家自然科学基金项目(51868026)资助。
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文摘
为了提高结构损伤定位的精度,提出将跨模型模态应变能与小波分析(Wavelet Analysis, WA)相结合的结构损伤定位方法。首先,计算所有单元的跨模型模态应变能指标。其次,对由各单元跨模型模态应变能指标构成的序列进行小波分析,提取高频细节系数后对其进行重构,以得到改进的损伤指标。最后,根据改进指标判断损伤位置。以某平面桁架为例并考虑5%噪声水平进行蒙特卡洛分析。结果表明,改进指标抵抗噪声干扰的鲁棒性更强,能更好地指示损伤位置。
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关键词
损伤定位
模态应变能
小波分析
结构健康监测
模态识别
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Keywords
Damage localization
Modal strain energy
Wavelet analysis
Structural health monitoring
Modal identification
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分类号
TU311
[建筑科学—结构工程]
O327
[理学—一般力学与力学基础]
O329
[理学—一般力学与力学基础]
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题名网架结构单点冲击激励的数学模型与数值分析
被引量：1
- 4
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作者
邹韬
蔡晓丽
伍晓顺
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机构
江西理工大学土木与测绘工程学院(南昌)
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第15期71-76,104,共7页
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基金
江西省自然科学基金(20202BAB204028)
国家自然科学基金(51868026)。
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文摘
为了解决网架结构的主动激振难题,提出一种基于重物坠落的冲击激励新方法。将由重物、绳索和结构构成的复杂振动系统简化后,建立模拟单点冲击激励的单自由度等效振动方程,最终得到单点冲击力时程的数学表达式。将冲击力时程施加于结构便可以模拟单点冲击激励作用下结构的自由振动。以某1200杆平板网架为例进行数值分析,考察重物质量、坠落高度、绳索弹性模量、绳索截面积和等效振动系统阻尼比等因素对最大加速度幅值的影响,并与阶跃激励(由突卸重物产生,坠落高度为零)进行比较。结果表明:最大加速度幅值对重物质量、坠落高度和绳索截面积较为敏感;当产生相同的最大加速度幅值时,冲击激励需要的重物质量远小于阶跃激励。该工作有利于提高网架结构的激振效率,并为网架结构单点冲击激励的定量分析提供有益参考。
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关键词
网架结构
冲击激励
模态测试
阶跃激励
结构健康监测
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Keywords
space truss
impact excitation
modal testing
step excitation
structural health monitoring
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分类号
TU311
[建筑科学—结构工程]
O327
[理学—一般力学与力学基础]
O329
[理学—一般力学与力学基础]
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题名阶跃激励下网架结构的动力响应扩展及其误差分析
被引量：2
- 5
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作者
伍晓顺
程润辉
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机构
江西理工大学土木与测绘工程学院(南昌)
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第17期213-220,261,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51868026)
江西省自然科学基金资助项目(20202BAB204028)。
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文摘
为了增加单次动力测试的可用测试信息,提出一种考虑阶跃激励作用的网架结构动力响应扩展方法。由阶跃激励引起的结构自由振动响应在任意时刻均可近似表达为少数贡献模态的线性组合。在此基础上,构造一种优选测点位置的迭代策略,以无偏估计各个时刻的贡献模态组合系数(即广义坐标),从而实现动力响应由少数测点向全自由度空间的扩展。解释了动力响应扩展的误差机理,并提出一种相关系数指标来筛选高精度非测点。以某560杆的网架结构为例进行数值分析。结果表明,该方法能方便地实现网架结构的动力响应扩展,并筛选出较多数量的高精度非测点,有利于提高网架结构动力测试的效率。
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关键词
空间结构
动力测试
响应重构
模型修正
阶跃激励
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Keywords
space structure
dynamic testing
response reconstruction
model updating
step excitation
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分类号
TU311
[建筑科学—结构工程]
O327
[理学—一般力学与力学基础]
O329
[理学—一般力学与力学基础]
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题名瞬态激励下冻融循环对桩-土耦合刚度影响试验
被引量：2
- 6
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作者
朱道佩
晏浩城
田思远
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机构
江西理工大学土木与测绘工程学院(南昌)
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第25期10827-10835,共9页
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基金
2019年度江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ190497)
江西理工大学高层次人才科研启动项目(jxncbs19009)。
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文摘
考虑桩-土的相互作用,在冻融循环作用下,土体的力学性质必然发生变化,构件的动力响应特性也会随之发生变化。为研究瞬态激励下冻融循环作用对桩-土耦合刚度的影响,设计和制作混凝土试验桩模拟基桩,通过压电陶瓷的正压电效应,利用压电智能骨料作为传感器测定冻融循环过程中瞬态激励下结构的波动响应,并对比分析两种不同土体含水率下压电信号的特性和能量大小,提供一种基于压电智能骨料的结构动力响应实时监测方法。试验结果表明,在冷冻过程中,瞬态激励下各测点时域波形幅值减小,而融化过程中,各点的时域波形幅值增大,且土体含水率越高,时域波形幅值变化越大;多次冻融循环后,瞬态激励下的桩-土耦合刚度变小。在不同含水率时,离瞬态激励点最近的两块压电陶瓷(piezoelectric ceramics,PZT)的能量指数平均差别分别为30%、25%,在含水率为6%时,平均每一次冻融循环会使桩-土耦合刚度减小约6%,而在含水率为12%时,平均每一次冻融循环会使桩-土耦合刚度减小约10%。12%的含水率相比6%的含水率,其对桩-土耦合刚度的影响大约高68%。
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关键词
冻土
压电智能骨料
冻融循环
动力响应
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Keywords
frozen soil
piezoelectric ceramic smart aggregate
freeze-thaw cycle
dynamic response
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分类号
TU312
[建筑科学—结构工程]
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题名铁电纳米颗粒相变中的尺寸效应
- 7
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作者
朱道佩
晏浩城
田思远
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机构
江西理工大学土木与测绘工程学院(南昌)
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2022年第5期1995-2001,共7页
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基金
2019年度江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ190497)
江西理工大学高层次人才科研启动项目(jxncbs19009)。
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文摘
由铁电纳米颗粒和介电质基体组成的复合材料具有很多功能特性,这些特性可广泛用于新型电子和能量收集装置。然而,铁电颗粒的形状、尺寸和在介电质基体中的取向对这些功能的影响还没有被研究清楚。利用一种中尺度建模方法,模拟了具有极性、弹性和热自由度的铁电纳米复合材料的性质,以及这些性质对尺寸、形状和取向的依赖性。基于时间依赖的朗道金兹堡理论,应用多物理场耦合的有限元方法模拟了嵌入介电质中的孤立PbTiO_(3)或BaTiO_(3)纳米颗粒中的极化行为。从模拟结果可知,铁电纳米颗粒的尺寸和材料以及周围电介质的材料都会对平衡极化场产生影响。对于不同尺寸和材料参数的组合,极化场表现为单畴、涡旋畴和多畴状态。模拟结果还表明存在一个临界尺寸,低于该尺寸时铁电性消失。对于PbTiO_(3)和BaTiO_(3)颗粒,该尺寸分别为3.3 nm和4.8 nm。
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关键词
铁电材料
电畴
涡旋态
畴壁
多畴
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Keywords
ferroelectric materials
electric domain
vortex-like state
domain wall
multidomain
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分类号
TQ174.1
[化学工程—陶瓷工业]
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