移动荷载识别的函数逼近法

由多式函数、三角函数及其结合逼近桥梁挠度 ,对逼近函数微分求得桥梁挠曲速度和加速度 ,用最小二乘法由桥梁挠度及近似的挠曲速度和加速度识别桥梁的模态位移、模态速度和模态加速度 ,由梁的模态座标方程和最小二乘法识别桥上移动荷载。与以前的识别方法相比 ,函数逼近的识别方法受测量噪声的影响较小。

由响应识别桥上移动荷载

本文介绍一种基于欧拉梁振动理论由桥梁响应识别桥上移动时变荷载的方法，用模态叠加法和最小二乘法由桥梁挠度或应变识别梁的模态位移，采用差分方法得到梁的模态速度和模态加速度，由梁的模态座标方程和最小二乘法识别桥上移动荷载，并通过计算机仿真说明测试误差。

基于Midas的悬臂钢桁梁有限元分析及螺栓刚度识别

采用Midas Civil有限元软件中螺栓连接的建模方法,对螺栓连接的钢桁梁桥悬臂拼装施工状态进行有限元模拟,并将实测结构静力位移和有限元建模试算进行对比,对螺栓连接刚度进行识别。结果表明:将螺栓完全采用刚性连接模拟是不合理的,应采用一般弹性连接进行模拟。通过有限元建模试算,间接识别得到的螺栓连接刚度取值是合理的,位移预测误差为1.5%,获得了钢桁梁悬臂拼装施工状态较准确的有限元基准模型。

由梁的响应识别移动荷载

介绍了由梁的响应识别梁上移动荷载的方法，讨论了测试误差、荷载数、荷载间隔、荷载移动速度等因素对识别结果的影响。比较了单点多时、同时多点的位移响应或应变响应用以识别移动荷载的效果。

由正交异性板的响应识别移动荷载

建立移动荷载引起的正交异性板动力响应的计算公式，当移动荷载为常荷载时，板的响应可精确解得。在此分析基础上导出板上多个移动荷载与板的多点响应或单点多时刻响应的关系，由最小的二乘法识别移动荷载。通过算例讨论了响应的测试误差对识别结果的影响。

光栅编码器在可转位刀片周边磨削数控系统中的应用

在可转位刀片周边磨削数控系统中,对位移测量和定位精度要求很高,因此使用光栅进行位移测量和定位。由于普通绝对式编码器价格偏高,且测量精度难以满足系统要求,采用了一种带距离编码的增量式光栅编码器代替绝对式编码器来确定坐标轴的绝对位置,而且算法本身也非常简单。实验结果表明:该方法在快速性、精确性方面能够达到系统高精度运动控制的要求,具有很高的应用价值。

梁的破损对频率振型及振型曲率的影响

本文用欧拉梁振动理论，改变简支梁中某一小段的高度以模拟破损。仿真结果表明，破损对某些阶频率、振型的影响不大，对振型曲率的影响较大．用振型曲率监测简支梁的破损优于用频率或振型的监测方法。

采用数字图像边缘检测法进行梁变形检测及破损识别

采用数字照相机采集简支梁在各种变形状态下的图像,在图像中,用多项式函数拟合梁边缘的灰度变化曲线,由曲线的一阶导数以亚像素精度识别边缘位置,由梁在各种变形状态下的边缘位置获得梁的变形曲线。由曲线的二阶导数计算梁的应变,由应变的变化识别梁的破损。

计算特征向量及其导数的同步迭代法

以前的灵敏度分析方法都是先计算特征对然后再计算它们的导数，本文对特征对计算的矩阵迭代法及子空间迭代法进行改造，在迭代计算特征对的同时计算特征向量的导数。采用矩阵迭代法可以直接迭代计算特征向量导数，避免了对奇异灵敏度方程的求解。采用子空间迭代法可以将原来的大型特征方程和灵敏度方程缩阶为较小的方程。算例表明这两种算法精度较高，采用子空间迭代法计算多个特征向量对一个设计变量的导数计算效率较高。

梁变形检测的一维数字图像相关法

分别选择参考图像和变形图像中跨过指定边缘的线段,对两幅图像的这种线段进行一维相关运算以识别边缘的变形(简称一维DIC法).与面检测的二维DIC法相比,计算量小很多.根据生成图像的研究表明:一维DIC法进行边缘变形识别的误差小于0.05像素.简支梁模型试验表明:边缘变形识别的误差小于0.1像素,700万像素相机检测1.7m长梁的变形精度可达到0.05mm.一维DIC法的主要优点是计算量小,适合于海量数据处理的动态检测,主要缺点是变形前后图像边缘的错位对识别精度的影响不易处理,难以达到二维DIC法和一些高精度边缘检测方法的检测精度.

移动荷载识别的响应曲线滑动拟合法

在移动荷载引起的梁振动响应曲线的开始部分取一小段,用选定的函数对这一段曲线进行拟合,保持拟合数据长度不变,向后移动若干时刻,用同样的函数进行拟合,以此类推向后滑动。小的分段长度,可以保证对原信号的拟合精度,分段点处重复覆盖数据拟合可以保持原信号的连续特性。模型实验表明,滑动拟合法识别移动荷载的效果较好。

特征向量导数计算的Lanczos方法

本文对特征向量导数计算的Ｌａｎｃｚｏｓ法进行了改进，指出Ｌａｎｃｚｏｓ法对方程的缩阶效率取决于初始向量的选择，介绍了Ｌａｎｃｚｏｓ方法的发展，提出采用频率移位法选择初始Ｌａｎｃｚｏｓ向量。通过理论分析及计算机仿真说明移位Ｌａｎｃｚｏｓ方法可以将较大的方程组缩为一阶方程。

边缘识别的正交多项式拟合及梁变形检测

介绍一种采用正交多项式进行边缘识别的新方法,先递推得到在拟合区间正交的多项式序列,由正交多项式按最小二乘法对数字图像中跨边缘像素灰度进行拟合。确定拟合系数时利用函数的正交性可以不用解方程,因此可以采用高阶多项式进行拟合,由拟合函数的导数识别边缘位置。新方法对边缘的拟合结果明显优于以前的普通多项式法。对生成图像的边缘识别结果表明,正交多项式拟合识别边缘的效果较好。简支梁模型试验表明,在一定的图像覆盖范围内,采用本文的图像检测方法,梁挠度检测精度与百分表检测精度相当,相对于百分表的点式检测,边缘检测属线状检测,检测范围大了很多。

桥梁动挠度计算的加速度积分方法

车辆通过时桥梁动挠度的测量与加速度测量相比有很多困难,因此考虑由加速度积分求得桥梁的动挠度.车辆进桥时实测振动信号表明桥梁的初始状态不是完全静止的,初始加速度、速度均是未知量.文章对测试加速度进行减去均值处理以消除初始加速度的影响,根据车辆出桥后梁在平衡位置处振动的特性消除初始速度的影响.算例表明,常荷载通过桥梁时由加速度积分所得动挠度与精确解吻合得很好.现场实验表明,采用本文的方法对测试加速度积分计算桥梁的动挠度是可靠和可行的.

板梁桥上移动荷载识别

用正交异性理论分析桥梁结构桥梁振动，用模态叠加法和最小二乘法将正交异板的挠度减应变变换为板的模态位移，采用差分方法得以板的模态速度和加速度，由板的模态座标方程和最小二乘法识别板上移动荷载。

梁振动响应曲线滑动拟合法及在移动荷载识别中的应用

用选定的函数对梁振动响应整段曲线进行似合时,难以精确描述曲线的细部即响应的高频部分和随机部分,分段拟合可以提高拟合的精度。为了保持原响应曲线在分段点处的连续特性,拟合数据向前后延长覆盖分段点,这种拟合方法类似于滑动平均,因此称其为滑动拟合法。通过模型实验验证滑动拟合法识别移动荷载的有效性,并比较多项式和有理分式函数的拟合效果。

极限荷载作用下简支梁桥冲击系数研究

为探索极限荷载作用下,冲击系数计算值与规范规定值的关系,为实际工程中桥梁冲击系数计算提供参考,参照《89桥规》选择车辆,采用二轴、三轴和五轴车辆的半车模型,依据桥梁检测规范中荷载效应的概念,将车辆荷载与规范的极限荷载标准值进行对应,按照车桥耦合振动分析方法进行冲击系数研究。通过计算某30m跨径简支T梁桥在各级汽车荷载作用下的挠度,得到冲击系数,并将结果与《89桥规》、《04桥规》取值进行比较,分析结果表明:当荷载较小时,计算的冲击系数相对于规范值偏大,当荷载效应接近于1时,即车辆荷载在桥梁结构响应的意义上与规范极限荷载接近时,计算所得冲击系数满足《04桥规》中关于冲击系数的规定,说明《04桥规》中关于冲击系数的规定是合理的。

基于连续梁振动分析的桥梁冲击系数研究

分析计算了2～4跨等截面等跨径连续梁的固有频率和振型,进行了两等跨等截面连续梁振动试验。通过分析和试验,确定梁的前几阶振型最大曲率位置,考虑梁在均布荷载作用下最大正弯矩及最大负弯矩的位置,结合《公路桥涵设计通用规范》讨论计算桥梁冲击系数时结构固有频率的选取。结果表明,计算连续梁桥的冲击力引起正弯矩效应时,应按《桥规》采用基频,计算负弯矩效应时,不应采用基频,应采用二或三阶频率,具体情况应结合振型考虑。

多项式拟合屋脊型边缘及在梁弯曲变形检测中的应用

梁侧面在图像中是一长条形影像,其边缘为屋脊型,很难以单一函数逼近边缘灰度数据.文章以正交多项式函数对其进行拟合,可按算术除法解优化方程,避免了求逆和解方程组.对生成的具有屋脊型边缘图像的分析表明,新方法的边缘识别精度较高.静载模型实验表明,新方法可以高密度检测梁全长度的弯曲变形,单一点的检测精度与传统方法的检测精度相当.

由荷载覆盖梁的动力响应数据识别梁的破损

梁体的破损会改变梁的振动特性,通过梁振动特性的改变可以识别梁的破损.一般地,由梁的频率或阻尼的改变识别梁破损的位置较困难,由振型识别梁的破损无论在理论还是实践上都是成功的,问题是振型数据必须覆盖梁的破损位置,而传统的检测元件都是点式的,要获得覆盖梁体的振型数据很困难,由移动荷载覆盖梁体较容易,但这样获得的响应数据不显含梁的破损信息,通过奇异值分解可以从响应信号中分离出与破损对应的突变信号.