基于监控影像的结构位移跟踪监测研究

基于监控影像和数字图像处理技术,提出了一种表征结构位置特征点位移变化的方法。首先在结构上安置圆形标靶,用模板匹配法检测圆形标靶的初始图像坐标区域,裁剪出感兴趣区域(ROI);然后用大津法确定该区域的二值化阈值,提取标靶轮廓点坐标,使用最小二乘法将轮廓拟合成椭圆,获得椭圆中心坐标及长短轴尺寸,圆形标靶直径与椭圆长短轴的比值为转换系数η;椭圆中心坐标变化量和η的积为结构实际对应坐标方向的位移量。实验表明:在水平与竖直方向的位移加载实验中,该方法与高精度位移计对比的相对误差均<3%,可以实现mm级位移监测,精准表征结构对应特征点位移变化。

脑结构位移对脑深部电刺激电极移位的影响

目的探讨脑结构位移对脑深部电刺激(DBS)电极移位的影响及其相关因素。方法回顾性分析2018年10月—2021年6月北京天坛医院收治的268例接受双侧丘脑底核(STN)DBS和31例接受双侧苍白球内侧部(GPi)DBS的患者。电极定位基于术前磁共振成像(MRI)、术后即刻和长期随访的计算机断层扫描(CT)。进一步,研究者还测量了单侧气颅体积百分比(uPVP)和脑体积百分比,探究其是否会影响电极移位。结果采用医学图像配准软件(ANTs)和脑结构位移校正可以精确配准。在STN-DBS中,使脑结构位移影响最小化后,电极术后即刻的位置向内(0.29±0.47)mm,向后(0.63±0.55)mm。在GPi-DBS中,得到了不同的结果,向内(0.21±0.66)mm,向后(0.96±0.53)mm,向腹(0.17±0.67)mm。并且uPVP与电极移位显著相关。结论术后即刻电极位置向内,向后,向腹侧移位,并且与uPVP有关。

视频图像识别技术在结构位移测量中的应用

为满足结构位移测量自动化、实时化的需要,提出一种采用视频图像识别技术对结构位移进行测量的方法。通过依托实际工程进行的研究,提出监测系统的设计方法及视频图像的算法。研究成果表明,视频图像识别技术能有效满足结构物的实时联动高精度、自动化测量要求。

高大跨度悬挑钢桁架结构位移控制施工技术的研究与应用

钢结构是建筑业重要的结构类型之一,具有自重轻、强度高、抗震性能好等优点.在一些公共建筑中,如火车站、体育馆、展览馆等,为了满足其使用功能及美观要求,一般采用高大跨度悬挑钢桁架结构体系.由于该结构在施工过程中存在不确定因素,如温度、荷载和施工过程等,导致结构构件出现位置偏差,影响到整个工程的安全性能.因此,针对高大跨度悬挑钢桁架结构施工中出现的位移控制展开分析研究非常重要.

结构位移摄像测量系统的设计与实现

针对飞机等大型工程结构的位移测量需求,设计实现了结构位移摄像测量系统。该系统采用多台数字式摄像机从不同方向拍摄飞机机身、机翼表面的人工合作标志点,在试验前对各个摄像机的参数进行精确标定,试验过程中实时分析各摄像机采集到的序列图像,检测跟踪得到标志点在图像上的二维像点坐标,根据像机参数和标志点二维像点坐标交会计算得到各标志点的三维坐标,即可得到整个结构的位移与变形参数。结构位移结果可进行三维动画显示,也可随时查看各标志点的位移曲线。精度测试结果表明该系统位移测量误差标准差小于1 mm,相对误差小于1%。该系统已成功应用于飞机机翼位移测量中。

基于动力能力谱法的RC结构位移放大系数

结构位移放大系数是预测结构在某一地震设防水准作用下的最大弹塑性变形,从而指导结构设计的参数。我国现行抗震设计规范尚未引入结构位移放大系数。考虑6、7、8三个设防烈度,设计了3、5、8、10、12层共15个钢筋混凝土框架结构,建立其有限元模型,并采用结构振动台试验对有限元模型进行验证,进而对结构在地震作用下的反应进行分析。采用文中提出的动力能力谱方法,研究按我国抗震设计规范设计的RC框架结构在不同设防水准下的位移放大系数需求值,并与传统静力能力谱法得到的位移放大系数需求值进行对比分析。6、7、8度设防的RC框架结构的位移放大系数需求值在中震作用下分别为0.51-1.91、0.49-1.93、0.56-2.24;在大震作用下分别为1.28-4.82、1.40-4.89、1.37-5.56。中震作用下,按我国抗震设计规范设计的钢筋混凝土框架结构未发生整体屈服,表明我国抗震设计规范比较保守。

基于响应面和蒙特卡罗法结构位移可靠度

为了研究结构位移可靠度,以门式框架为例,利用MATLAB软件编制基于蒙特卡罗法、响应面法、响应面—蒙特卡罗法的计算程序,采用数值模拟方法对结构进行可靠度分析。得到结构的失效概率、可靠指标、结构最不利点水平位移的概率分布情况。计算结果表明:这几种方法计算结构的失效概率与文献[5]结果接近,但蒙特卡罗法的计算工作量大、时间最长,响应面法的计算时间最短。响应面—蒙特卡罗法、响应面—重要抽样蒙特卡罗法在较少样本的情况下可以达到较高的精度要求,且计算效率较高。本文基于MATLAB编制的可靠度模拟分析程序为复杂结构可靠度分析提供了参考。

钢筋混凝土框架结构位移放大系数能力分析

结构位移放大系数能力值是预测结构最大变形能力,确定结构之间最小距离,防止结构在地震作用时因相互碰撞而发生倒塌的关键设计参数。但是目前我国结构抗震规范中并没有引入结构位移放大系数的概念。考虑不同设防烈度,不同层数严格按现行抗震规范设计了17个典型RC框架结构,采用OpenSees进行有限元建模与分析,并采用结构振动台试验数据和拟静力试验数据对有限元模型进行验证。分别采用非线性静力方法和非线性动力方法,对所设计典型结构的地震反应进行了分析,得到了按现行抗震规范所设计结构的位移放大系数能力值的取值及其变化规律。分析结果表明,采用结构位移放大系数能力值,可以预测结构临界倒塌状态时的结构最大弹塑性变形。按我国现行抗震规范设计的VI、VII、VIII度RC框架结构,位移放大系数能力值的最小值分别为15、10、5,具有良好的变形能力。结构位移放大系数与结构反应修正系数的比值(Cd/R)在0.8～1.2范围内,这和NEHRP推荐条文中的取值相近,但稍微偏大。

不同小波基下的结构位移反应动力可靠性分析

本文从二种不同小波即:修正的Meyer小彼,littlewood－Paley小波,谐波小波的基本概念出发,得出这三种小波基下的地震输入瞬时功率谱,并求出在地震作用下各自的结构位移反应瞬时功率谱,同时定量给出了在这三种小波基下的多自由度体系结构位移反应的动力可靠度时程。

已知支护结构位移的基坑整体变形分析方法

受土体本构模型选取和参数取值的影响,采用有限单元法分析基坑的整体变形往往很难得到合理的计算结果。针对这一问题,提出了利用现场实测或是采用弹性地基梁法得到的支护结构变形作为位移边界条件,采用有限单元法进行基坑工程整体变形分析的方法,计算结果与材料参数的取值关系不再密切。通过分析比较不同支护结构位移模式、分析步骤对计算结果的影响,说明了同常规有限元分析一样,利用该方法计算过程应与实际开挖工况一致。通过三个工程实例验证了该方法的可靠性,为基坑整体变形分析提供了一个新的思路和途径。

薄壁箱型结构位移参数的动态Baye s随机估计

应用薄壁箱型结构的有限条控制方程,建立了薄壁箱型结构位移参数的动态B ayes误差函数和相应的动态B ayes均值及方差表达式.利用迭代步长的一维自动寻优方案,结合共轭梯度法研究了薄壁箱型结构位移参数的动态B ayes估计方法.通过典型算例分析,获得薄壁箱型结构位移参数先验信息准确性判定方法及结构位移参数动态B ayes随机估计的相关结论.

结构位移计算的新方法及其应用

通过积分运算,给出了仅用区段端点的弯矩、剪力、轴力表示的统一位移简便计算式代替图乘法或内力函数式分段积分,使求指定截面的位移简捷、方便;根据挠度、转角、弯矩的微分关系与弯矩、剪力、均布荷载微分关系相同的原理,提出了以弯矩为“荷载”,绘制结构位移图的实用方法;通过举例说明了位移简便计算式求指定截面位移、力法方程系数自由项的优越性以及“弯矩荷载法”在绘制结构位移图、位移影响线、结构最大动力位移图等方面的应用。

异步电机典型构件系统的模态及结构位移分析

为了研究振动噪声及结构位移对异步电机的疲劳及寿命影响,以某型舰艇实用异步电机为研究对象,选取电机转子、风扇及其传动件作为典型构件系统,分别进行系统有限元模态分析及瞬态动力学分析。给出了构件系统的单元类型,确定了构件系统静力学分析及有预应力条件下的模态分析方法,并在不同的转速、风力与载荷情况下,进行构件系统的瞬态动力学应力分析。得到了某型舰艇异步电机典型构件系统的振型、固有频率及其最大结构位移,为进一步研究舰艇电机的减震隔噪技术奠定了理论基础。

用图乘法求结构位移时常见错误分析

应用图乘法求结构位移比较简便,但若忽略其适用条件和特点,将导致计算出错.归纳了常见的错误,通过具体实例对图乘法的特点和应用条件进行分析,指出了正确的求解方法,为其正确应用提供了方便.

子结构位移迭代法修正软管空间形态

为解决四点约束问题,根据非线性有限元理论和Newton-Raphson荷载增量法结合集矿机运动产生的动约束边界条件,首先计算出软管在两个真实边界点约束下的空间构型。然后将两点约束的软管构型数值解作为四点约束问题的初始条件,采用子结构位移迭代法,对两点约束的软管空间形态进行修正,从而使软管的空间曲线通过实测的四点。这样,深海采矿实时动态跟踪软管的空间方位测量技术能融入有限元理论计算。

卡氏定理在结构位移计算中的应用

本文利用卡氏定理对用基本体系计算超静定结构位移的方法给出了一般性证明。

结构位移计算的弯矩图面积法及应用

本文介绍了一种利用弯矩图面积计算结构位移的方法,证明了两个相关的定理,并通过算例介绍了该方法的应用过程。该方法无须进行积分,简便实用。

结构力学中关于曲杆结构位移计算方法的探讨

在杆系结构位移计算中,鉴于曲杆形心轴和中性轴不重合,曲杆结构位移计算与直杆位移计算不同.本文主要分析了矩形截面曲杆结构在载荷作用、温度改变及支座移动的综合因素作用下其位移计算方法,并建立了相应的计算公式.最后结合具体实例,讨论了曲杆结构形式对各位移值大小的影响程度,研究表明对截面高度与曲率半径比值较小的曲杆(如h<R_C/5),可近似采用直杆位移公式计算,误差不大.

结构位移计算的新方法

根据曲率-挠度关系,建立了计算受弯杆件位移的曲率法;通过二元体节点位移的图解分析,归纳出求轴力杆件位移的几何法,并结合示例说明具体算法。曲率法和几何法构成了计算各类结构位移的独立方法,与虚功方法相比,具有简单、方便、形象的显著特点,是对结构位移计算的改进,对教学、科研、工程设计和施工有很好的实用意义。

基于位移模式的改进能力谱法结构位移反应分析

能力谱法是基于性能抗震设计方法中结构位移反应分析的有效方法之一。为了克服常规的能力谱法在评估结构地震反应时只考虑结构第一振型的局限性,本文作者提出了基于位移模式的改进能力谱法,引入考虑多振型的位移模式,介绍了该方法的实施步骤,基于位移模式对结构进行Pushover分析得到体系的能力曲线,采用等效阻尼比和延性系数得到需求谱,从而计算结构的位移响应,并通过算例验证本文所提出方法计算结果的可靠性。