基于滑窗OPTICS算法和DATA-SSI算法的桥梁模态参数智能化识别

针对现有基于数据驱动的随机子空间(data-driven stochastic subspace identification,DATA-SSI)算法存在的不足,无法实现稳定图中真假模态的智能化筛选,提出了一种新的模态参数智能化识别算法。首先通过引入滑窗技术来实现对输入信号的合理划分,以避免虚假模态和模态遗漏现象的出现;其次通过引入OPTICS(ordering points to identify the clustering structure)密度聚类算法实现稳定图中真实模态的智能化筛选,最后将所提算法运用于某实际大型斜拉桥主梁结构的频率和模态振型识别过程中。结果表明,所提改进算法识别的频率值结果与理论值(MIDAS有限元结果)以及实际值(现场动力特性实测结果)间的误差均在5%以内,且识别的模态振型图与理论模态振型图具有很高的相似性。

社会意向与教育发展的价值共演——论SSI教育实践与未来发展

随着新课标颁布,跨学科主题教学受到广泛重视。作为STEM教育等跨学科模式的补充,SSI教育重新被业界人士关注,以期补充其他跨学科教育类型的不足。SSI教育注重科学性、人文性与伦理性等方面,有助于促进学生面对真实社会问题时的高阶思维能力与科学情感态度及价值观的养成,从最初的议题中心教学发展至今已历经百年实践。相比其他形态,SSI教育具有议题选择的社会多元性、教学模式的样态独特性、思维发展的论辩冲突性,旨在为更高质量的育人目标提供路径支持。但本土化实践仍需结合新课标的导向要求,探索社会发展重大议题的适时融入、教师跨学科教学知识信念的强化赋能、人工智能支持下的新型教学模式建构等进行有机统整,融会贯通,实现当前社会情境要求下的教育综合育人目标。

考虑SSI效应的升降作业平台惯容减振优化设计

升降作业平台在野外工地、河滩等环境中高空作业时,其支腿底盘的明置基础与软土地基会发生动力相互作用,从而改变作业平台系统的动力特性。提出了考虑土与结构相互作用效应下的含3种不同惯容减振系统(SIS,SPIS-1,SPIS-2)的升降作业平台动力学模型,推导了作业平台在简谐激励下的振幅放大因子以及在随机激励下的响应均方值的解析表达式。利用遗传算法分别求解了位于中硬土、中软土以及软弱土3种地基表面的作业平台在H_(∞)和H_(2)优化准则下,惯容减振系统的最优设计刚度比和阻尼比。对最优状态下的各减振系统进行减振效果分析,结果表明:SPIS-2减振系统效果最佳,不仅最大程度地抑制了升降作业平台的共振效应,而且更有效地拓宽频带范围;SSI效应可以降低简谐激励下作业平台的位移振幅放大因子和随机激励下作业平台绝对位移的均方值;SSI效应对简谐激励和随机激励下惯容减振系统的最优设计参数影响很小,因此针对3种惯容减振系统位于不同地基表面下的最优设计参数拟合出经验公式,为升降作业平台的研发和减振设计奠定了理论基础。

考虑SSI效应的带地下室RC框架结构抗震性能研究

土-结构相互作用效应(Soil-Structure Interaction,SSI)是带地下室钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)框架结构抗震性能分析的重要因素。基于模态和动力时程分析,通过有限元分析软件系统探究了地下室顶板嵌固、基础顶面嵌固和考虑SSI效应地下室周围土体嵌固等3种不同嵌固方式的RC框架结构抗震性能。结果表明:考虑SSI效应带地下室RC框架结构的自振周期明显延长,其中心柱剪力、各层加速度和层间位移角均有所减小;基础顶面嵌固模型未考虑SSI效应,其计算结果较为保守;SSI效应对带地下室RC框架结构会产生较大的减震影响。

基于改进SSI法的加工机器人工作模态在线辨识

为提高串联式机器人的加工能力,提出一种基于改进SSI法的加工机器人工作模态在线辨识方法,该方法首先在传统SSI法的基础上进行改进,利用NExT法、模态置信因子及模态保证准则3种手段来提高加工机器人工作模态参数辨识精度。其次,利用加工机器人铣削加工振动数据对其走刀路径上关键点位出的模态频率和阻尼比进行在线辨识。最终,通过机器人切削加工实验验证该方法,实验结果表明,相比于锤击实验结果,改进SSI法模态参数辨识误差在7%以内,且相比于传统SSI法,改进SSI法模态参数辨识精度更高。因此,若仅关心模态频率及阻尼比,该方法可实现加工机器人走刀过程中模态参数的在线辨识,可为后续机器人进行工艺规划和优化提供输入条件。

考虑SSI的层间隔震结构在三维长周期地震下的响应研究

为进一步研究考虑SSI效应的层间隔震结构在三维长周期地震下的响应规律以及与普通地震动作用下的区别,分别输入一维、二维、三维的普通地震动与长周期地震动。针对在长周期地震动三维输入工况下支座应力远超规范值的问题,在原支座的基础上,增加竖向隔震装置,不仅减小了支座应力,同时进一步验证了三维隔震结构在长周期地震作用下的可靠性。研究发现,长周期地震动作用下,考虑SSI效应的层间隔震结构地震响应大于普通地震动输入下的响应;三维长周期地震下结构地震响应大于一维和二维输入下的响应;三维隔震结构在长周期地震作用下仍然可以有效隔离竖向地震,支座应力有效减小,地基土体应力得到优化,具有良好的隔震效果。

SSI效应对结构地震响应的影响规律研究

SSI效应是影响土体线性、非线性性能以及地震响应的重要因素之一,当土体进入非线性或变形较大时,会引起土体附近结构动力特性发生变化。该文从数值模拟、振动台试验2个方面对国内外现有SSI理论、研究成果等进行总结阐述。对比分析刚性地基和SSI效应作用下不同类别结构的地震响应。结果表明,考虑SSI效应更符合结构实际的震害情况。不同类别的场地对结构动力特性的影响不同,SSI效应对结构抗震性能的影响存在两面性。

考虑SSI效应的山地掉层框架-摇摆墙结构的地震反应特性分析

掉层框架结构存在严重的侧向刚度不规则和楼层承载力突变以及上接地层变形集中的问题,为改善山地掉层框架结构的层屈服破坏模式,该文对其附加底部铰接的摇摆墙,以期控制结构的屈服机制,以山地掉层框架-摇摆墙结构体系为研究对象,探讨SSI(Soil Structure Interaction)效应对山地掉层框架-摇摆墙结构抗震性能的影响规律。结果表明,不同地基条件以及不同摇摆墙刚度比的掉层框架-摇摆墙结构的动力响应特性不同,SSI效应对结构的上接地侧接地层及其上层的影响最大,加重了山地掉层框架结构因竖向刚度不均所导致的上接地层的层屈服机制。设置摇摆墙结构在考虑SSI效应时仍发挥优良的控制上接地侧变形均匀化的效果,SSI效应随摇摆墙布置位置和摇摆墙刚度比的变化而变化。SSI效应会改变掉层框架结构的滞回耗能模式,布置摇摆墙后,考虑SSI效应的山地掉层框架-摇摆墙结构薄弱层的滞回耗能减小,各层滞回耗能更加均匀,体现了摇摆墙控制整体变形的能力。

基于AR-EWT和SSI的桥梁结构模态参数识别

为解决随机子空间识别(SSI)算法存在的系统定阶困难问题,避免各模态之间的相互影响,提出一种结合自回归功率谱经验小波变换(AR-EWT)和SSI的桥梁结构模态参数识别方法。首先,采用AR-EWT将结构不同测点的振动响应信号分解成一系列仅含单一模态信息的单分量信号,并利用奇异值分解(SVD)去噪单分量信号。然后,组装所有测点中包含相同模态信息的单分量信号。最后,利用SSI分别处理各组单分量信号,识别结构的自振频率、阻尼比和振型。ASCE Benchmark模型、简支梁模型和西宁北川河桥的模态参数识别结果表明:所提出的AR-EWT结合SSI的模态参数识别方法可避免直接利用SSI识别模态参数时存在的系统定阶问题,提高模态参数识别效率;ASCE Benchmark模型、简支梁模型和西宁北川河桥的模态参数识别结果与直接利用SSI的识别结果、有限元分析结果基本一致。

三维远场长周期地震下考虑SSI层间隔震结构地震响应分析

实际地震具有多维特性,只考虑水平向作用往往不够真实全面,而且远场长周期地震动不同于普通地震动,具有周期长、持时长、低频成份丰富等特征,对周期较大的隔震类结构会产生不利影响,在考虑SSI效应(soil-structure interaction,SSI)中尤为复杂,需深入探讨。基于此,建立大底盘层间隔震结构,在三维地震动激励下,探讨普通地震与远场长周期地震对层间隔震结构的不同影响,并分析考虑SSI效应对结构的不同程度影响。结果表明:三维地震下,远场长周期对层间隔震结构产生的地震响应远大于普通地震;考虑SSI效应时,随着土体变软,结构响应增大;针对传统水平隔震支座,在三维远场长周期地震下出现层间位移角和支座位移超限问题,设置三维隔震支座,解决了超限问题,分析结果表明其隔减震效果明显优于传统水平隔震支座。

长周期地震动下考虑SSI效应的层间隔震结构地震响应试验研究

隔震结构在长周期地震动下地震响应强烈,考虑土-结构相互作用(SSI效应)改变了结构的动力特性,导致刚性地基假定设计的隔震结构减震效果与理论结果存在偏差。为此,选取了一栋上部和下部子结构平面和布置相同的的层间隔震建筑,通过振动台试验,探究其在长周期地震动与土-结构相互作用下的动力特性和地震响应规律。结果表明:考虑SSI效应后,塔楼加速度响应有所减小,但随着PGA的增加,长周期地震动下加速度响应的削弱较普通地震动小;楼层位移响应有所放大,隔震层转普通地震动下层间剪力明显减小。双向输入普通地震动会增大刚性地基上底盘的加速度响应,而软土地基上加速度响应可能增大或减小。双向输入长周期地震动会减小软土地基上塔楼的加速度响应,增大刚性地基上底盘的加速度响应,增大楼层层间剪力。

考虑SSI效应的下一代大型海上风力机抗震控制研究

为研究地震载荷对海上风力机结构动力响应。以IEA 15 MW单桩风力机为研究对象,基于开源软件FAST二次开发,考虑土-构耦合效应,通过模态加速度法和调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)编写了海上风力机地震动力学仿真及结构控制程序,研究三种不同载荷场景下风力机结构动力响应变化以及TMD对塔架振动效果的影响。结果表明,地震载荷为风力机塔架振动的主要因素,风载荷与波浪载荷对地震后塔顶纵向位移影响较大;TMD能有效降低塔顶振动,降低峰值40%以上,对地震后塔基面内弯矩降载明显,降低标准差70%。

考虑SSI效应的设圈梁构造柱农村民居振动台试验研究

设圈梁构造柱是提高农村民居整体抗震性能的重要措施之一。文章以设圈梁构造柱的砌体结构形式农村民居为对象开展了考虑土-结构相互作用(SSI)的振动台试验,试验的结构模型采用1/4缩尺比例制作,并放置在地基土模型之上。地震波选取为1条天然地震波和2条人工地震波,输入的地震波幅值分别为0.1g(7度)、0.2g(8度)0.4g(9度)。试验结果表明:0.4g(9度)地震作用下,结构模型仅纵墙的门窗洞口四角出现细微裂缝,破坏状态为基本完好,说明设圈梁构造柱的农村民居抗震性能良好;随着地震作用增大,结构模型的加速度放大系数呈逐渐减小的趋势,层间位移反应呈缓慢增大的趋势;当地震作用较大的时候,应适当考虑SSI效应对土层到结构加速度传递系数具有一定程度降低的影响。

HIV患者在限期骨科手术中免疫指标的变化以及发生SSI的相关因素分析

目的观察我院HIV患者在限期骨科手术中免疫指标的变化以及术后发生手术部位感染(SSI)的相关因素分析。方法选取2019年1月至2020年1月在我院术前诊断为HIV感染并需在限期内接受骨科手术的37例患者,在围手术期进行规范骨科手术治疗,收集围手术期的患者基本资料与免疫指标变化资料,分析免疫指标变化的波动,把发生SSI的9例(24.3%)患者纳入感染组,未发生SSI的28例(75.7%)患者纳入对照组,分析术后发生SSI的相关因素。结果37例患者中,新发现HIV感染患者12例,既往已确诊HIV患者25例,其中未规范接受过抗逆转录病毒疗法(ART)治患者占16例;感染染组与对照组单因素方差分析显示两组间的手术方式、手术时间、出血量、术后3天CD4、术后7天CD4、术后14天CD4、术后14天病毒载量、入院HCT与HGB、术后3天HCT与HGB,7天HCT与HGB,14天HCT与HGB、术后7天ALB,术后14天ALB呈现显著性差异(P<0.05);进一步行逐步回归分析显示手术方式对是否出现SSI产生显著的正向影响关系(P<0.05),术后3天HCT、术后14天CD4对是否出现SSI产生显著的负向影响关系(P<0.05)。结论HIV患者在接受限期骨科手术时,术后发生SSI受多因素影响,但与术前病毒载量及CD4高低无关,与手术创伤大小、围手术期内病毒载量及CD4的波动密切相关。

基于IO的SSI信号数据采集仪的设计

SSI信号接口是绝对角度编码器最常见的信号输出方式,然而工控机和单片机普遍没有SSI接口。为解决这一问题,该文提出了一种通用的通过IO信号模拟SSI编码器通信协议的方法,设计了一种用于读取SSI编码器位置信号的数据采集仪。数据采集仪不仅实现了输出信号角度的数值显示,还可以实现与上位机通信,将位置数据传送到上位机进行处理,通过在某型号产品专用设备二维自动转台上应用和验证,结果表明:该数据采集仪采集的位置数据准确,工作稳定可靠,具有很好的应用价值。

车联网隐私保护自主管理身份方案

针对车联网(VANETs)环境下车辆用户数字身份管理问题,该文提出基于区块链的去中心化可撤销隐私保护自主管理身份(SSI)方案。经可信机构(TA)授权后,路侧单元(RSU)组成委员会负责车辆用户身份注册、数字身份凭证颁发及维护。基于门限BLS签名和实用拜占庭容错(PBFT)共识机制实现数字身份凭证创建,解决凭证颁发机构去中心化问题;集成秘密共享和零知识证明技术,解决数字身份凭证颁发和验证过程中隐私保护问题;基于密码学累加器技术,解决分布式存储环境数字身份凭证撤销问题。最后,对该方案安全属性进行了详细分析,证明方案能够满足所提出的安全目标,同时基于本地以太坊私有链平台使用智能合约对所提方案进行了实现及性能分析,实验结果表明了设计的可靠性、可行性和有效性。

考虑SSI效应的地铁车站结构动力学响应分析

以北京地铁28号线京广桥站地下结构为工程背景,介绍了车站换乘厅结构所处的水文地质情况及结构设计方案,采用数值模拟的手段对结构施加地震荷载,分析考虑了土与结构相互作用SSI(Soil-Structure Interaction)效应下的车站换乘厅主体框架结构、地连墙以及桩基础的结构动力学响应。结果表明:①在车站换乘厅的框架结构中,底板所受内力大于顶板内力结果;车站换乘厅的下部地连墙所受到的内力均大于上部地连墙的内力结果;桩体承担的剪力均大于上部结构的剪力值。②三条地震波作用下的层间位移角结果均小于1/550,符合规范要求;在两条自然地震波作用下的顶点位移均呈现出“平稳-振荡-收敛”的变化趋势,而人工波作用下的顶点位移呈现出了一定的“振荡-收敛”趋势。虽然与自然波相比无平稳阶段,但是人工波作用下的顶点位移时程整体波形较为均匀。③三条地震波作用下的结构基底剪力与地震波的加速度浮动有关。考虑SSI效应后地铁车站换乘厅结构的地震响应更加真实,可以帮助工程中采取更有针对性的措施。

求解非厄尔米特正定线性系统的SSI-SS迭代方法

基于耦合的思想,提出一个新的SSI-SS迭代法来求解非厄尔米特正定线性系统.从理论上证明了该方法的收敛性,并给出了其最优参数的选取.与SHSS-SS方法相比,该方法的迭代矩阵的谱半径上界更小.最后通过数值结果验证了该方法的数值有效性.

斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应分析

为分析斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应,采用等效节点力实现地震波输入,通过黏弹性人工边界处理无穷远辐射条件,分析了地震波类型、土体参数、入射角度等因素对单层球面网壳结构的土-结构相互作用及其地震响应影响。结果表明:单层球面网壳结构在地震波入射一侧出现翘起,网壳总体沿入射方向发生旋转,当P波斜入射时支座位移差最大达0.514 m,为网壳跨度的1/250。当P波斜入射时,软弱土情况下网壳顶点位移比中硬土和中软土大,顶点位移随入射角增大呈现先增大后减小的趋势;当SV波入射时,中软土情况下网壳顶点位移比中硬土和软弱土大,顶点位移随入射角增大而增大。斜入射地震波下,考虑土-结构相互作用后网壳顶点位移增幅最大达5.5倍,网壳外圈位移增幅大于网壳跨中增幅。

基于EMD和SSI的电力系统低频振荡模态参数识别方法

针对目前引发电力系统低频振荡的多重机理的实际情况,提出基于EMD和随机子空间(Stochastic Subspace Identification,SSI)的识别电力系统低频振荡模态参数的新方法。该方法直接根据端部量测数据识别出系统的低频振荡模态参数。在系统正常运行或者小扰动下可直接用SSI识别系统的弱阻尼模式、频率、阻尼和振型;在系统处于异常运行或者故障状态时,运用EMD对量测数据进行时空滤波和平稳化处理,由SSI辨识出相应的系统状态矩阵,经过模态分析得出低频振荡的上述模态参数。数值仿真及实例分析均表明该方法运行速度快,参数识别精度高,为电力系统低频振荡问题的研究提供了新的思路与方法。