基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统

基于桥梁结构健康监测和无线传感器网络基本概念,设计出用于桥梁结构健康监测的无线传感器节点模型和软硬件结构体系。硬件基于Intel公司研制的Imote2平台,软件采用TinyOS操作系统。最后对基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统的优势进行了分析与总结。无线传感器网络以其覆盖范围广、测量精度高和分布式、自组织等特点解决了有线系统的一些固有缺点,还可解决结构健康监测系统鲁棒性、自身寿命以及数据泛滥等问题。

隔震结构动力时程响应的一种工程实用算法

对非比例阻尼体系动力响应的时域一般解答做了简介,分析了非比例阻尼隔震体系在阻尼耦联及频域响应方面的特点,提出了任意多自由度体系时域动力响应的一种工程实用算法.并通过实际隔震工程算例的结果对比,表明本文算法与复振型分解法、双精度Fortran下的Wilson θ法及Matlab下的Simulink这3种方法几种算法的时程曲线完全重合.

隔震结构动力时程响应工程算法的精度对比

基于隔震系统对非比例阻尼动力响应的解偶效应,提出了可以计算任意多自由度体系时域动力响应的工程实用算法.引入一个实际隔震工程作为算例,在输入两种不同的地震波时,用本文算法计算地震响应,并与复振型分解法、双精度Fortran下的Wilson θ法及Matlab下的Simulink这三种方法的位移、速度和加速度时程曲线进行了对比,并分析了峰值响应误差.结果表明,本文算法与其它几种算法的时程曲线完全重合,当隔震阻尼比取值为设计阻尼水准时,具有良好的精度.

基于NEESgrid网络的子结构拟动力实验:Mini-MOST实验

美国国家科学基金(US National Sc ience Foundation,简称NSF)资助研制开发的地震工程模拟网络(Network for Earthquake Engineering S imu lation,简称NEES)包括15个分布在不同地点的设备站点,并使用NEESgrid网络相互连接。NEESgrid是一个先进的网络设施,它为地震工程研究,尤其是多地点的子结构拟动力实验(Mu lti-site Substructure Pseudo-dynam ic,缩写为MS-PSD)提供了丰富的工具。本文首先简单地介绍了NEES和NEESgrid,然后使用了一个小尺寸的模型实验(M in i-MOST)演示了利用NEESgrid进行MS-PSD实验的过程。实验原型为一个单层二跨的框架结构,实验将该结构划分为两个实验子结构和一个模拟子结构。实验中,这三个子模块使用一个基于M atlab仿真协调程序SIMCOR进行协调,实验的每一步,SIMCOR发送位移请求给各个子模块并接收各子模块恢复力反馈,同时使用a-OS方法计算结构反应以及下一步的位移。实验结果与分析结果吻合相当好,展示了NEESgrid在多地点远程拟动力实验方面的能力。

建筑结构的主动隔震控制

建筑结构的主动控制和被动控制可以有效地减少地震荷载时结构的动力反应。被动隔震控制已被广泛应用于实际的结构控制。为了进一步降低结构震动,主动控制无疑是一种比较理想的方法,它对于提高结构抵抗外界激励不确定性的能力,直接减少输入的干扰,以及在震动发生时连续自动的调整结构动力特性方面均优于被动控制。通过试验对建筑结构主动隔震控制进行研究,试验在伊利诺伊大学香槟分校的智能实验室进行。试验模型是3层2跨的剪切型结构,设置在底层的3个伺服千斤顶提供不超过2%建筑自重的控制力,控制结构的面内运动(X方向,Y方向和XY平面内的转动)。试验结果表明该控制技术不仅可以有效的控制基础隔震层的位移,而且可以控制基底剪力在5%结构自重以内。

Application of clan member signal method in structural damage detection

It is well known that in most cases, a reference is necessary for structural health diagnosis, and it is very difficult to obtain such a reference for a given structure. In this paper, a clan member signal method （CMSM） is proposed for use in structures consisting of groups （or clans） that have the same geometry, i.e., the same cross section and length, and identical boundary conditions. It is expected that signals measured on any undamaged member in a clan after an event could be used as a reference for any other members in the clan. To verify the applicability of the proposed method, a steel truss model is tested and the results show that the CMSM is very effective in detecting local damage in structures composed of identical slender members.

结构损伤位置识别的位移DLV方法

DLV(damage locating vector)家族方法由BERNAL于2002年提出后,因其创新巧妙的求解思想而引起结构健康监测研究领域的广泛关注。其应用于加速度测试数据进行结构损伤定位识别的有效性已通过多组试验得到证明。然而基于静力测试数据进行结构损伤识别将具有更高的精度和数值稳定性。该文基于静力位移测试数据,构建结构柔度矩阵,提出位移DLV方法,并编制了通用有限元程序。通过数值仿真分析对位移DLV方法的有效性进行了研究,数值分析结果表明:位移DLV方法能够利用少数测点信息识别出结构的损伤位置。同时研究了若干影响因素如测点数量、损伤位置、测点布置、测量误差等对方法应用的影响。