基于无基准动态位移监测的江苏某高桩码头变位特征与安全预警

高桩码头服役环境复杂,船舶与门机等可变荷载作用下结构变位安全问题突出。然而,高桩码头通常不具备参照基准,且在离岸严苛条件下服役是常态,动态位移监测成为挑战。采用码头无基准动态位移监测技术,对江苏某高桩码头进行实时位移监测。详细分析门机作业和船舶撞击条件下码头位移响应规律,基于码头适用性、安全性提出该码头的两级预警指标。结合数值仿真计算,提出该码头不同吨级船舶靠泊建议。研究表明:门机的作业位置是影响码头位移响应大小的直接因素。码头第一结构段在船舶撞击作用下,因引桥等边界条件的影响,导致A_(2)监测点的位移响应在X、Y方向上均较大。一级预警指标由码头主要荷载作用组合的最大值推算,位移响应值为15.39 mm。二级预警指标由混凝土抗拉极限应力值为评判标准,位移响应值为19.14 mm。相应地,1万吨级船舶靠泊时法向速度不应超过0.19 m/s, 5 000吨级船舶靠泊时法向速度不应超过0.22 m/s。

重载液压缸动态位移信号的自适应滤波器设计

为了能够在大型减震阻尼器性能测试试验中更好反馈试验台的重载液压缸动态位移变化信息,从而真实模拟大型减震阻尼器所需振动激励信号,进而获得更好的特性参数,对比传统变步长LMS算法,根据试验台重载液压缸实际振动的加载工况,在预期参考信号不可知的情况下,通过小波变换对原始信号进行拟合,并使用MATLAB建立误差与步长之间的非线性函数表达式,提出一种基于小波变换的LMS自适应滤波器,最后通过LabVIEW编写了测控程序进行了试验。试验结果表明,相较于传统变步长LMS算法,基于小波变换的自适应滤波器收敛速度更快、稳态误差更小且跟踪能力更强,在实际应用中,相较于其他类型滤波器具有更好的滤波效果。

基于动态位移反分析的围岩参数劣化过程分析

以云岭隧道为工程背景,首先对工程现场的变形监测数据进行回归分析,然后通过对围岩劣化函数进行假设与验证,推导出特定断面下围岩的弹性模量与距掌子面距离的函数关系,最后基于动态位移反分析法,研究了围岩的劣化全过程及其对二次衬砌施作时机的影响。结果表明:当围岩断面距离掌子面16 m处时,满足规范的变形速率和位移要求,可以施作二次衬砌;围岩松动圈的劣化变形函数在正弦函数形式下更符合实际,在距离掌子面18~24 m范围内松动圈围岩的变形趋于稳定,此时施作二衬内力值最小,与实测数据的分析结果也基本吻合,可为类似工程提供一定的参考。

一种考虑宽温宽频宽动态位移的粘弹性本构模型

对硅橡胶粘弹性阻尼材料进行不同温度的频率扫描和动态位移扫描实验.采用经典Burgers模型和RT模型对该材料频率响应曲线的预言能力进行评估;基于RT模型,本文提出改进的M-RT模型同时考虑了温度、频率和动态位移对材料动态力学行为的影响,通过与实验结果的比较分析,表明该模型能很好地描述该材料在宽温、宽频和宽动态位移的动态本构行为.

基于视频图像处理技术的振动台试验动态位移测量方法

动态位移是振动台试验中的重要测量参数,由于受到测量条件的限制,常规的接触式动态位移测量方法往往难以实施。文中基于数字图像处理技术研究了振动台试验中动态位移的非接触式测量方法并开发了相应的程序。首先,使用数码摄像机获取结构上人工标靶的视频图像;然后,利用视频图像处理程序对采集到的图像进行处理,实现测点位置的自动识别与跟踪,从而得到测点位移的动态时程曲线。将该方法应用于某桥梁振动台试验中,较为简便的实现了板式橡胶支座变形和滑动位移参数的测量,且达到了较高的测量精度。

通载浮桥动态位移的测试方法与数据分析

通载浮桥的动态位移,由于其位移幅度相对于固定桥要大得多,而且其垂向位移是由结构变形、间隙变化以及吃水变化等多种因素引起,一般难以对其进行动态位移测试。介绍了一种通载浮桥动态大位移的简易测试方法。该方法基于利用数字摄像技术对浮桥多点的动态位移进行实时跟踪记录,将记录结果采集到计算机,通过人工读取的方式获取各测点在各时刻的位移数据。通过对实际测量结果进行的数据分析,表明了本文介绍的测试方法简便可行,能满足精度要求。

高层建筑动态位移摄像测量环境影响及自适应滤波降噪研究

位移是反映结构性能和安全的重要指标。大型结构动态位移监测仍存在较多困难。摄像测量具有非接触、低成本等突出优点,有望成为一种实用方法,但其全天候工作性能评估及优化有待研究。开展了高层建筑动态位移全天候摄像测量长期室外试验,并以降雨天气下的位移实测数据为研究对象,分析了降雨对摄像测量精度的影响。降雨对摄像测量产生了显著影响,导致位移测量精度明显降低。为拓宽摄像测量的适用环境,提出了采用自适应滤波方法进行降噪处理。结果表明,自适应滤波方法能有效地去除测量噪声,提高摄像测量在暴雨环境下的测量精度,为实现高层建筑动态位移全天候摄像测量提供了必要条件。

基于DSP的激光一维动态位移测量系统设计

介绍了一维激光位移测量系统的基本原理 ,讨论了利用DSP来实现一维激光动态位移测量系统的方案 ,并设计了相应的硬件电路和软件流程图 ,实现了一维位移的动态测量。

超声振动辅助微细铣削工件动态位移分析

为了探索改善微细铣削加工条件、提高微细铣削加工精度的新途径,研究了利用超声振动辅助微细铣削对工件动态变化的影响.计算分析了普通铣削和超声振动辅助铣削加工时主切削力波形特点,建立了刀具/工件振动系统模型,理论计算了施加超声振动前后工件的动态位移,并以2A12为实验材料进行了铣槽实验验证.理论分析和实验结果表明,进给方向超声振动辅助微细铣削可以获得近似脉冲状的切削力,获得均匀细小的切屑,同时减小工件在切削加工中的动态变化,有助于提高加工尺寸精度.

桥梁结构动态位移监测的误差修正

本文针对压力场连通管桥梁位移监测系统动态效应问题,根据连通管的基本原理,基于结构动力学理论,考虑结构振动对连通管内液体压强的影响,将结构振动引起的位移动态效应作为测量误差,建立了连通管动态压强理论计算公式,以及桥梁结构动态位移的误差修正计算公式,并进行了模型试验。理论计算值与试验值吻合较好,验证了理论公式的正确性。参数分析及2座背景桥梁计算显示,桥梁结构动态位移监测的误差修正量,与管道纵向布置倾角呈正相关关系,随测点至管道最高点加速度分布的总量增大而线性增大。研究结果对于提高桥梁健康监测系统动态挠度测量精度,准确评估桥梁结构工作性能,具有重要的意义。

焊接动态位移场的建模与数值模拟

焊接过程的数值模拟是焊接技术从“技艺”走向“科学”的重要标志之一。利用热弹塑性理论建立了焊接过程动态位移场的本构方程 ,并根据高温区的特点建立了包含材料非线性、变化环境参数等因素在内的位移场有限元分析模型 ;利用ANSYS实现了基于间接耦合的热 -力学场的计算 ,利用激光电子散斑干涉测量技术测得的实际位移场与有限元计算结果进行了比较 。

用图像处理技术进行结构动态位移监测的研究

对用图像处理技术进行结构动态位移监测的原理和方法进行了研究 ,对土木工程中特定的对象例如高层建筑、大型桥梁等提出了一种基于视频图像处理的二维位移观测系统 ,对于频率不高的结构 ,采集的数据能够较好描绘其动态过程 .面向工程实际 ,提出了简单实用的系统标定方法 ,既可解算动态点的坐标 ,又可对光学系统的主要误差作具体改正 .通过试验 ,证明了系统的有效性 .

焊接动态位移场的激光电子散斑法测量

为提供一种能够全场测量整个焊接过程动态位移场的工具,建立了激光电子散斑法测量系统.应用于实际TIG焊接过程中,获得了焊接位移场的散斑原始图像.利用自开发软件,对图像进行灰度变换和直方图均衡化处理后,采用频域同态滤波的方法对图像进行降噪滤波处理.经降噪、二值化、细化、平整、拟合、标定等一系列处理后,即可自动生成相对动态位移场.结果表明,激光电子散斑法能够胜任焊接动态位移场的测量,且具有非接触、测量精度高、对环境的防震要求低、可在明光下操作、能进行全场测量的特点.

离岸码头结构无基准动态位移测试技术

在结构位移测试方法研究现状的基础上,提出无基准测试码头动态位移的思路并建立相应测试及分析系统。选定无源伺服位移传感器采集动态信号,通过仿真试验系统研究传感器对不同形式荷载作用的振动响应规律,针对准静态位移工况,提出基于传感器采集信号与测试系统仿真模型反演结构位移真实值的修正方法,形成可变荷载作用下码头结构的动态位移无基准测试技术。开展现场动态位移测试试验,结合基于舒适度的码头位移限值研究及有限元建模分析计算,验证技术的可靠性。结果表明,该技术操作简单、结果可靠、受环境影响小,可实现远程自动监测。

电视塔模型三维震动动态位移测试方法的研究

本文介绍了一种用红外光点运动分析系统对于电视塔模型的震动进行实时检测的方法。详细阐明了这种光电检测系统的工作原理，给出了不同地震烈度下，塔身多点的三维振动轨迹曲线。

宽温宽频宽动态位移下ZN-33材料的黏弹行为

对ZN-33黏弹阻尼材料进行温度、频率和动态位移的扫描实验和不同温度、载荷下蠕变实验。研究了材料在宽温、宽频、宽动态位移下的动态阻尼特性。得到了ZN-33材料复模量和损耗因子随温度、频率和动态位移变化的规律。同时对该材料的蠕变特性进行了研究,揭示其蠕变行为的非线性特性,进行了蠕变柔量的时间—应力等效性描述。

用动态位移响应测量压电常数的方法

根据基本压电方程推导了压电陶瓷晶片面内受迫振动的计算公式 ,并结合共振实验 ,提出了一种直接测量压电陶瓷晶片的压电常数的方法。与传统的线路传输压电常数测量方法相比较 ,本方法具有许多优点。由于减少了中间环节 ,测量结果的精度也得到了提高。

局部熵差图像帧间动态位移信息并行滤波

针对当前滤波方法存在滤波后图像视觉效果不佳,信噪比和保真度不高等问题,提出了基于局部熵差的图像帧间动态位移信息并行滤波方法。在运动目标图像粗分割基础上,将运动区域和非运动区域分离,并采用背景差分法对分离出来的运动区域做进一步分割,实现背景图像中的运动目标检测。为了提高后续目标跟踪和检测准确率,在HSV颜色空间检测运动目标区域的阴影部分。在此基础上,将图像帧的熵值作为运动目标的一个全局特性,每个类别的中心帧被选取为运动目标区域一个镜头的关键帧,将提取获得的关键帧中的一个与其它剩余关键帧做比较,利用局部熵差法计算图像帧熵值标准偏离度,消除冗余帧影响,实现图像帧间动态位移信息并行滤波。仿真结果表明,提出方法滤波后图像信噪比高、保真度高,且具有较好的并行性能。

基于计算机视觉和深度学习的隔震支座动态位移测量方法

针对地震时隔震支座的视觉测量特点,即地震时相机与隔震支座均会发生运动,且不便追踪相机位姿,提出一种无需额外跟踪相机运动的隔震支座动态位移测量方法。首先,沿结构水平两个正交方向,分别设置相机和标靶,且相机光轴与标靶平面相互垂直,用比例因子法对各方向各时刻的相机进行标定;其次,采用深度学习方法,训练一个YOLOv5模型以自动识别和定位标靶,再对YOLOv5的目标框放大并对目标框内的图像进行特征识别和提取,二次精确定位标靶;最后,使用支座上、下连接板处标靶的相对位移,确定隔震支座的动态位移。通过拍摄一个LRB500隔震支座力学性能试验过程,对提出的方法进行验证。结果表明:该方法得到的支座水平位移时程曲线与位移计结果在各时刻的误差均小于1.0%,水平向位移峰值的绝对误差最大为1.042 mm,竖向位移峰值的绝对误差最大为0.219 mm,说明提出的方法具有较高的检测精度,可以在无需追踪相机位姿的情况下,完成隔震支座在地震作用下的变形检测。

基于最大横向动态位移外延值的中央分隔带节地型分设式波形梁护栏研究

半刚性分设型中央分隔带护栏的设置,不但应考虑护栏自身的防护性能,还应考虑其是否会给对向车道的安全行车造成影响,因此现行规范中中央分隔带SBm级分设型波形梁护栏设置的最小中央分隔带宽度为1795 mm,当公路中央分隔带宽度不足时,无法按照现行规范要求设置SBm级分设型波形梁护栏。以最大横向动态位移外延值为控制指标,提出了4种节地型分设式波形梁护栏的改进方案,并通过计算机仿真分析方法研究了各改进方案的防护性能,通过防护性能、施工难度、造价对比优选了一种方案,该优选方案可有效控制护栏的最大横向动态位移外延值;通过实车碰撞试验方法验证了该节地型中央分隔带分设型波形梁护栏的防护等级,实验检测结果表明其防护等级达到SBm级,护栏的最大横向动态位移外延值为1.2 m,未侵入到对向车道的左侧路缘带,该护栏可应用于1.5 m宽的中央分隔带路段。