国家自然科学基金(51009066)
- 作品数：25 被引量：106H指数：7
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- 相关机构：华北水利水电大学华北水利水电学院黄河水利职业技术学院更多>>
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- 相关领域：水利工程理学建筑科学一般工业技术更多>>
- 基于环境激励的厂房结构损伤诊断与安全评价被引量：12
- 2012年
- 以"5.12"汶川地震震中某地下厂房上部结构为研究对象,进行基于环境激励的厂房结构损伤诊断与安全评价研究。根据现场实测的结构动位移时程,分别用随机子空间方法和系统特征实现方法对厂房结构的模特参数进行时域辨识,依据结构特定部位损伤会引起结构模态参数变化的原则,提出运用距离的概念对结构所属的健康状况进行量化评价的方法。研究结果表明,厂房上部结构基本完整,与现场取芯结果一致。研究成果对于类似大型水工结构的安全检测与评价具有一定的参考价值。
- 张建伟李火坤练继建杨敏
- 关键词：水工结构环境激励水电站地下厂房安全评价
- 基于二次滤波的HHT渡槽模态参数辨识方法被引量：8
- 2015年
- 针对大型渡槽安全运行评估问题,提出一种环境激励下基于二次滤波的希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)模态参数辨识方法。采用小波阈值与经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)结合的二次滤波方法滤除运行环境中强噪声干扰,凸显结构动力特性,有效避免了模态混叠问题;根据奇异熵增量理论确定系统阶数,应用HHT方法辨识降噪后信号,提高辨识准确性和精度。将该方法应用于景泰川二期三泵站输水U型渡槽,辨识正常输水工况下结构前5阶模态参数,建立该渡槽第一跨三维有限元模型,并计算模型同工况下前5阶模态参数,对比模态参数辨识结果与有限元仿真结果。对比结果表明:2种方法计算结果非常接近,最大误差为4.4%。说明基于二次滤波的HHT模态辨识方法能准确高效辨识强噪声背景下结构模态参数,可将该方法推广到大型渡槽结构中,为渡槽安全运行评估和健康在线监测提供新思路,应用前景广阔。
- 张建伟江琦曹克磊朱良欢
- 关键词：有限元方法农业工程供水HHT渡槽
- 基于ARMA模型的桥梁结构模态参数辨识研究被引量：2
- 2015年
- 模态参数辨识是对结构进行动力损伤诊断的前提,本文介绍了一种通过建立ARMA模型来辨识结构工作模态参数的方法.待检结构在环境激励下发生自由振动,用位移传感器测出振动响应数据,据此建立适当阶数的ARMA模型,并估算模型参数.根据模型参数与系统模态参数的关系算得模态参数.最后用稳定图法剔除虚假模态,确定结构真实模态.重点讨论用ARMA时序模型进行模态频率辨识的问题,并通过一个简支梁振动试验对该方法进行了验证,将试验结果与随机子空间法和ANSYS建模分析法的计算结果对比发现,3种方法识别出的前三阶模态频率基本吻合,且满足精度要求,说明在激励数据未知的情况下,基于ARMA模型的模态参数辨识法能够准确地识别出系统的模态参数.
- 赵瑜薛白张建伟
- 关键词：混凝土结构ARMA模型模态频率参数辨识
- 适用于梯级泵站压力管道的传感器优化布置方法被引量：3
- 2016年
- 为解决梯级泵站压力管道传感器优化布置问题,提出一种基于有效独立-总位移法的传感器优化布置方法。该方法针对有效独立法所选测点能量较小的缺陷,将测点的总位移以权重的方式加入传感器优化过程中,并保留有效独立法的优点,最终得到独立性较好且满足能量要求的测点。以景泰压力管道为例,运用该方法进行传感器优化布置,并与传统有效独立法比较,通过模态置信准则、Fisher信息矩阵值、最大奇异值比以及总位移等指标评价2种方法的优劣。结果表明,有效独立-总位移法得到的测点在满足独立性的前提下,增加了测点信息量,可观性更好。优化前后实测数据的比较分析,表明该方案对实际结构检测具有较好的适用性,是一种实用有效的传感器优化布置方法。
- 张建伟暴振磊刘晓亮王涛江琦刘轩然
- 关键词：梯级泵站压力管道结构健康监测传感器优化布置
- 土石坝渗流安全的云动态评价方法被引量：2
- 2012年
- 针对土石坝渗流安全评价中的不确定性及现有评价方法的不足,提出了一种全新的不确定性动态评价方法.该方法以描述不确定性的云模型方法为基础,给出评价等级,求各指标对评价等级的"软与",并依据不同时期(或时刻)的土石坝渗流安全等级和等级特征值,建立了渗流不确定性动态评价模型.并用实例分析证明了所建立模型的合理性.
- 韩立炜张宏洋李松平
- 关键词：土石坝渗流云模型不确定性
- 基于云推理的渗透系数反演模型
- 2012年
- 鉴于云推理在处理不确定性方面的能力,通过假定渗透系数的正态云分布,利用有限元计算出相应的孔隙水压力,将计算结果作为云推理的规则前件,通过"软与"与规则后件的渗透系数相对应,以模拟测压管水位与防渗体渗透系数之间的非线性关系,从而建立渗透系数反演的云推理模型。将此方法应用于某水库的渗透系数反演中,结果表明,基于云推理的渗透系数反演模型具有较高的精度,可用于土石坝渗透系数的反演。
- 周飞韩立炜张先起
- 关键词：反演分析土石坝
- 深水叠梁闸门自振特性研究
- 2011年
- 根据深水中叠梁闸门的工作特点,建立闸门和水体的流固耦合模型,由不同的计算分析方法得出闸门的自振频率和特性,结果表明:流固耦合方法不仅能够说明流体惯性力对闸门的作用,同时还能体现出闸门与水体的相互作用,闸门与水体之间存在惯性耦合作用;流固耦合计算模型选取不同长度水体时,频率曲线逐渐降低并最终趋于水平;闸门第一阶振型存在一定的变化,随着选取水体范围的增大,顺水流方向的局部振动改变为整体顺流向振动。
- 黄虎贾璐李昇张建伟
- 关键词：叠梁闸门流固耦合自振特性
- 小波-ICA联合技术在水工结构应变损伤识别中的应用被引量：5
- 2016年
- 针对环境激励下的结构参数辨识问题,提出一种小波阈值和独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)联合辨识水流激励下水工结构模态参数的方法。利用小波阈值对原始信号进行降噪处理,减小环境激励对各响应分量间独立性的干扰,使其满足ICA的分离假定;然后运用ICA辨识结构模态参数,通过不同工况下应变模态参数的对比,实现对水工结构损伤的识别。运用该方法对水流激励下的悬臂梁模型试验进行分析研究,结果表明,联合运用小波阈值和ICA可有效辨识水工结构的模态参数,利用应变模态参数的差异可识别结构是否存在损伤。该方法为大型水工结构在水流激励下的结构模态参数辨识提供捷径,为结构的安全运行与在线监测提供参考,应用前景广阔。
- 张建伟暴振磊江琦
- 关键词：环境激励水工结构独立分量分析损伤识别
- 基于HHT的高坝泄流结构工作模态参数辨识被引量：6
- 2015年
- 基于高坝的工作特点,提出一种适用于泄流结构的工作模态参数时域辨识方法。对于低信噪比泄流结构振动信号,首先,利用小波阈值-经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)联合滤波方法滤除低频水流脉动噪声和高频白噪声,得到结构振动有效信息;然后,通过希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,简称HHT)原理辨识结构系统的固有频率及阻尼比;最后,结合奇异熵增量理论对系统模态进行定阶和模态验证。仿真研究表明,该方法能够有效避免模态分解中的频率混杂,具有较强的鲁棒性以及较高的辨识精度。将该方法应用于三峡重力坝5号溢流坝段,可准确辨识出结构系统的工作模态参数,为研究高坝泄流结构安全运行与在线无损动态检测提供基础。
- 张建伟朱良欢江琦赵瑜郭佳
- 关键词：泄流激励参数辨识希尔伯特-黄变换
- 高拱坝耦联动力系统地震响应研究被引量：1
- 2014年
- 为了解高拱坝在多种环境因素作用下的结构非线性行为及其安全评价,结合拉西瓦拱坝实际工程,基于混凝土动态损伤力学模型,以粘弹性人工边界反映远处地基辐射阻尼效应,采用Drucker-Prager模型模拟坝基岩体在强震作用下的力学行为,视拱坝-库水-地基为"三位一体"耦联动力系统,进行基于ANSYS平台的有限元程序二次开发,对高拱坝进行地震作用下的非线性动力分析,从而得出拉西瓦拱坝在地震动作用下的应力及变形分布规律。通过绘制地震过程中的最大拉应力等值线图,指出大坝的抗震薄弱部位,并对其安全性进行了评价,可为高拱坝抗震设计与安全评价提供一种分析途径。
- 张翌娜张建伟赵瑜程晟钊黄虎
- 关键词：水工结构拱坝地震动响应
