一种适用于结构损伤识别的模态扩阶法

当结构损伤发生在未布测点的自由度区域时 ,动态扩阶法、模态型减缩法等得到的扩阶模态都不能有效地识别结构的损伤。为了使测试的不完备的模态参数能够用于结构的损伤识别 ,提出了一种新的模态扩阶技术 ,这种技术将未测自由度的模态振型用原始结构的振型与振型的改变量之和表示 ,通过确定振型的改变量从而获得受损结构的完备模态振型。通过数值算例表明 ,该方法所获得的模态振型能够有效地对结构进行损伤识别。

有偏心桥梁断面气动导数识别的分段扩阶最小二乘迭代法

应用拉格朗日方程,建立了风洞中弹性悬挂的二自由度桥梁节段模型质心的竖向和扭转运动方程,所建立的数学模型考虑了无风时竖向阻尼力中心和弹性中心与质心的偏心。提出了利用节段模型风洞试验的自由振动信号直接识别系统矩阵的分段扩阶最小二乘迭代算法(SEO-ILS法)。给出了无风时偏心节段模型物理参数及模态参数的识别方法,并用于无偏心平板模型和有偏心桥梁节段模型的气动导数识别。风洞试验表明,方法有效可行。

模态参数时域识别的逐步扩阶方法

ＳＴＤ（ＳｐａｒｓｅＴｉｍｅＤｏｍａｉｎ）是一种简单、有效的动力学系统模态参数时域识别方法．然而，ＳＴＤ法难以对系统进行适当定阶，通常只能试凑．文章针对这一不足，提出逐步扩阶ＳＴＤ法，对系统进行递推扩阶，解决了定阶的困难．

精细积分时域平均法和随机扩阶系统法

讨论含随机参数结构的动力响应的计算问题，发展了精细积分时域平均法（ＴＡＰＩＭ），它可以用来计算确定性系统受到随机激励时的动力响应；结合随机扩阶系统方法与随机有限元法，将ＴＡＰＩＭ方法应用于计算随机参数结构的动力响应，取得了较好的结果．给出了数值算例：结果表明随机扩阶系统法，随机有限元法与精细积分时域平均法的结合是计算随机参数结构动力响应的有效方法．

随机结构分析的扩阶系统方法(Ⅰ)——扩阶系统方程

本文提出了一类新的随机结构分析方法——扩阶系统方法。文中首先论述了随机函数空间中的正交展开与次序正交展开概念。利用随机函数空间中的正交分解原理,证明了扩阶系统方程的正确性。

随机结构分析的扩阶系统方法(Ⅱ)——结构动力分析

本文论述随机结构系统在确定性时程激励下的分析方法。文中提供的扩阶系统动力方程的一般公式,适用于同时具有随机质量、随机阻尼、随机刚度参数的多自由度动力系统。文中并对此扩阶动力方程建议了基于线性加速度假定的递归聚缩算法。

非线性特征问题计算的扩阶法

本文提出一种可用于求解非线性特征问题的扩阶方法，其基本原理是通过系统矩阵的扩阶使非线性问题线性化．

导管架式海上风力发电支撑结构振型扩阶方法

提出1种适用于海上风力发电支撑结构的模态振型扩阶方法。该方法无需借助转换矩阵实现振型扩阶,而是依靠实测模态并通过修正有限元模型对应振型在未测试自由度的振型值而获得空间完备的模态振型,并且所发展的方法在一定程度上可以忽略有限元模型存在的建模误差,是1种直接的估算方法,计算效率相对较高。文中采用三桩导管架式海上风力发电支撑结构验证提出方法的正确性以及在低阶模态振型扩阶上的优越性。数值结果表明,该方法对传感器位置、数量依赖程度低,尤其对于海上风电结构,仅在结构的水深较浅部位布置少数传感器即可比较精确的实现低阶模态振型扩阶,具有良好的工程应用前景。

扩阶模型之动力特性的快速分析技术

对结构的局部振动特性问题采用小型的局部计算模型是工程师经常使用的手段。不过工程师为了检查初次建立的局部模型的可信度,又往往希望将该模型扩大一些后再进行计算,以便检验原来局部模型是否合理。对于这种“扩阶模型”的动特性重分析工作,本文建议了一种经济的快速分析技术。

采用部分灰度压缩扩阶共生矩阵的煤和煤矸石图像识别

提出一种基于部分灰度压缩扩阶共生矩阵的煤和煤矸石图像识别方法.首先,对煤和煤矸石0~255级灰度图像的前部分灰度信息作灰度级压缩和灰度矩阵扩阶处理,对剩余灰度级部分保持原灰度级不变;然后,根据灰度共生矩阵纹理特征分析理论,分别计算压缩扩阶后的煤和煤矸石灰度图像的能量、熵、惯性矩及相关性.最后,对煤和煤矸石各100张样本采集图像进行处理,并依据特征参数分类识别.结果表明:基于部分灰度压缩扩阶共生矩阵的特征参数能够很好地对煤和煤矸石图像进行有效识别,总的正确率达到93.5%.

行列式扩阶的初步研究

对一个行列式的扩阶指的是：在已知行列式中,添加适当的行和列,得到新的行列式,使得该行列式的值与已知行列式的值相等.本文利用行列式的基本性质,对行列式扩阶进行了初步研究,得到了一些有意思的结果.

复合随机振动分析的扩阶系统方法

提出了随机结构系统反应的子空间次序正交分解的思想．基于这一思想，文中导出了一类用于考虑随机激励的随机结构复合随机振动分析的扩阶系统方法，从而可以应用传统的确定性结构随机振动各种分析方法求解复合随机振动问题．作为特例，本文给出了使用模态分析法求解的过程．将文中算例与随机模拟结果相比较，证实了本文思想与方法的实用性．

随机结构动力分析的扩阶系统方法

本文发展了一类用于随机结构系统动力分析的扩阶系统方法。基于随机空间的正交展开理论，文中推导给出了扩阶系统动力方程的一般公式。这组公式可以适用于同时具有随机质量、随机阻尼、随机刚度参数的多自由度动力系统。通过引入虚拟结构的概念，文中建议了形成扩阶系统动力矩阵的有限元方法。通过对比算例分析，证实了扩阶系统方法的可行性与可靠性。最后，讨论了一个很重要现象：随机系统均值反应与相应均值参数系统反应之间的差异并指出了此差异的意义。

工程结构随机地震响应分析的大质量扩阶解法

为简化求解平稳过滤白噪声地震动激励下工程结构动力响应的求解公式,提出一种大质量扩阶解法,将输入简化为白噪声模型。结合复振型分解理论,即可基于白噪声过程激励下单自由度结构动力响应的求解公式获得结构在复杂地震动作用下的随机动力响应,并指出该方法可避免繁琐的积分运算,求解速度快,值得推广应用。

一种模态振型的直接扩阶方法

传统的模型缩阶及模态扩阶方法是以计算传递矩阵为手段。该文提出一种实测模态振型空间不完备问题的直接处理方法,即未测试自由度振型值的直接估计方法。通过引入一复合向量,该向量由对应于主自由度的实测振型值与对应于从自由度的待估算值组成。依靠实测模态及有限元模型信息对复合向量中未测试自由度的振型值进行重新估算,进而获得空间完备的模态振型。该文采用5自由度的弹簧-质量体系验证方法的正确性;借助平面框架结构探讨新方法较传统方法在低阶模态振型估算精度上的优势。数值结果表明:所提出方法不需质量归一化条件以及实测模态与有限元振型的比例条件;同时,该方法较传统方法在低阶模态振型扩阶上具有更好的精度,并允许有限元模型具有一定的模型误差。

基于区间扩阶系统方法的结构静力分析

基于函数的正交分解、次序正交分解与区间数学理论,推导出区间扩阶系统方程,并利用不确定性结构分析的扩阶系统方程对具有不确定性参数的结构系统进行静力分析。将不确定参数处理为有界区间数,基于有限元模型和区间结构力学矩阵的线性分解形式,通过区间扩阶系统方程和有约束的非线性优化方法,对具有区间参数的结构静力响应进行计算。通过数值算例,对区间扩阶系统方法的结果与解析结果进行对比,分析了区间扩阶系统的展开阶数和不确定度对计算结果的影响,数值结果表明了区间扩阶系统方法的可行性与有效性。

基于模态扩阶法的结构损伤识别方法应用研究

动力参数法诊断结构损伤时往往需要完整的自由度信息,而在实际工程中很难测量到结构的全部自由度信息。以一钢筋混凝土简支梁为例,通过模态扩阶法将实测的不完备信息扩充到完备的实测信息,使理论自由度与实测自由度相匹配,在此基础上用振型转角差法和模态应变能法对该简支梁结构进行损伤识别。结果表明利用振型转角差法和模态应变能法均较好地实现了测试信息不完备情况下的结构损伤识别,另当相邻单元存在损伤时,模态应变能法比振型转角差法具有更好的识别能力和实用价值。

煤矸区分中的间隔灰度压缩扩阶共生矩阵

为了有效提高共生矩阵惯性矩在图像纹理分析及检索中的作用,在常规纹理分析方法的基础上,研究了一种基于间隔灰度压缩的扩阶共生矩阵惯性矩。该方法采用对原图像的灰度信息进行部分压缩和部分保留的综合处理方式,并通过矩阵的扩阶提取未压缩的灰度信息,达到灰度信息随机与有序兼容利用的效果。实验结果表明,该算法比基于图像全局灰度压缩的常规共生矩阵惯性矩具有更大的目标类型区分度,其目标区分正确率大于82%,也更容易设置相应的区分阈值,而且具有较高的图像分析实时性。

耗能减震结构阻尼器随机地震响应的扩阶复模态分析

对两层带Maxwell阻尼器的耗能减震结构在随机地震响应下进行了系统研究,首先建立了结构运动方程,然后用前两个振型将上部结构展开,因所得结构运动方程的刚度、阻尼均为非对称的,因此采用扩阶复模态方法解耦,获得了结构各层在白噪声激励下的随机地震响应解析解。通过算例分析,对两层框架结构设置阻尼器与未设置阻尼器进行对比,得出了设置阻尼器结构的位移响应方差大大小于未设置阻尼器结构的结论,从而实现了阻尼器耗能减震的目的,并建立了两自由度体系在任意非经典阻尼、非对称刚度下随机地震响应解析解分析的一般方法。

混合色噪声背景下谐波恢复——可抑制伪峰的互高阶谱SVD—TLS方法

分析了正弦谐波信号的扩阶互四阶累积量矩阵的特征,提出消除扩阶方程产生的谱谱估计伪峰的理论与方法。