【摘 要】
：
由于碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)具有导电特性,因此可利用电阻抗层析成像(electrical impedance tomography,EIT)技术实现结构损伤检测.考虑EIT电极位置、数量有限以及电场软场特性的影响,其灵敏度矩阵呈现非均匀分布特征,导致场域内不同位置成像效果差别较大.该研究基于传统L1正则化的边缘锐化特性,提出了一种改进L1正则化方法.该方法通过分析损伤重建电导率分布规律,发现其在各邻域梯度分布的特征,并利用此特征保留L1正则
【机 构】
：
中国民航大学电子信息与自动化学院,天津300300
论文部分内容阅读
由于碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)具有导电特性,因此可利用电阻抗层析成像(electrical impedance tomography,EIT)技术实现结构损伤检测.考虑EIT电极位置、数量有限以及电场软场特性的影响,其灵敏度矩阵呈现非均匀分布特征,导致场域内不同位置成像效果差别较大.该研究基于传统L1正则化的边缘锐化特性,提出了一种改进L1正则化方法.该方法通过分析损伤重建电导率分布规律,发现其在各邻域梯度分布的特征,并利用此特征保留L1正则化可能滤除的有效数据,在保证重建图像锐利边缘的同时,改善了不均匀灵敏度分布导致的区域成像精度差别.为验证所提出方法的有效性,仿真中设计了不同类型、不同相对位置的损伤模型,并且通过搭建的16电极EIT测试系统对损伤CFRP样品进行测试.仿真和试验结果表明,改进后的L1正则化方法不仅能重建更多位置上的损伤图像,而且不同程度地提高了各类损伤重建图像的精度.
其他文献
针对颤振飞行试验中实时监控和试飞效率的需求,基于具有极点约束的频域子空间算法和状态空间插值算法建立线性变速压气动弹性系统局部模型.设计结合模型迭代的颤振试飞速度扩展流程,实现了基于试飞数据的结构响应预测和激励优化.通过仿真算例和实际试飞数据验证预测响应的准确性及激励优化的有效性:预测响应值的精度随着建模数据的累积逐步提高,对比实际试飞响应,满足工程实时监控需求;优化的激励可提高响应信噪比及避免响应超限,有效提高了试飞效率.
针对传统基于单路振动信号的故障识别可靠性较差和传统谱相关方法难以有效处理非高斯噪声的问题,该研究提出了一种基于多传感器振动信号信息融合和广义循环互相关熵谱的轴承故障诊断方法.首先推导了广义互相关熵、广义循环互相关熵和广义循环互相关熵谱密度的计算公式;然后给出了电机轴承故障诊断步骤;再利用轴承外圈故障仿真信号,分析了轴承故障振动信号的频谱特征,验证了广义相关熵的降噪性能,结果表明广义循环相关熵能有效处理高斯和非高斯噪声.最后将两路振动信号通过广义循环互相关熵进行融合,并应用于电机轴承故障诊断.试验结果表明,
振动是金属构件疲劳失效的重要因素,残余应力可以表征金属构件疲劳状态.然而残余应力在构件疲劳过程中演化行为复杂,传统寿命模型通常适用于残余应力缓慢松弛过程,且较少考虑初始残余应力、冷作硬化、材料差异性等影响,评估误差大.该研究融合Kodama物理模型和基于高斯过程的数据驱动方法,建立了物理模型和高斯过程融合驱动的疲劳状态评估模型.通过铝合金疲劳试验,证明该方法可减少试样材料、表面强化工艺等差异性对评估结果的影响,提高残余应力演化模型准确性.
为研究钢筋钢纤维混凝土梁柱节点抗震性能数值模拟方法,基于OpenSEES有限元平台中的梁柱节点单元(beam-column joint element,BCJE)模型,通过修正模型中剪切块和钢筋滑移弹簧的参数修正方法,提出适用于钢筋钢纤维混凝土梁柱节点的数值模型,并基于6个梁柱节点的拟静力试验结果进行模型验证分析,数值模拟结果与试验结果吻合较好,提出的数值模型能够较精确地反映节点滞回行为.在此基础上,分析了轴压比、钢纤维体积率和配箍量对梁柱节点抗震性能的影响规律,建立了节点受剪承载力的计算公式.结果 表明
针对一类多模态振动衰减信号的模态参数识别,结合奇异值分解(singular value decomposition,SVD)、解析模态分解(analytical mode decomposition,AMD)、自回归功率谱和粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法,提出了一种改进的模态参数识别方法(PSO-AMD),可实现在强干扰环境下密集频率信号的模态参数识别.对模拟振动响应信号的分析结果表明,该研究提出的改进方法具有更高的稳定性,对低信噪比、密集频率、大阻尼的振
为了验证泵站管道运行中存在混沌特性,明晰管道结构产生混沌特性的激励源,以某灌区泵站管道为研究对象,利用饱和关联维数、最大Lyapunov指数等指标对管道振动响应的混沌特性进行分析与验证,采用改进的变分模态分解(improved variatronal mode decomposition,IVMD)对管道振动响应进行多尺度混沌分析,得出使管道振动具有混沌特性的激励源.研究表明:泵站管道不同工况下各测点振动响应均具有混沌特性,其中管道轴向及岔管处测点振动的混沌特性较强.管道振动响应经IVMD分解后,代表输水
为了揭示钢筋混凝土管在连续侧向冲击荷载作用下的破坏机理,完成了6个钢筋混凝土管的横向冲击测试,考虑了不同落锤高度、冲击次数以及简支、固支两种约束形式对钢筋混凝土管侧向冲击动力响应的影响.提出了冲击力和跨中变形的预测公式并采用试验数据进行了拟合,得到了不同冲击速度、冲击次数对管道冲击力峰值和跨中位移的变化规律.采用吸能系数来量化评价管道承受侧向撞击时的吸能能力.结果 表明,固支约束管道变形破坏显著好于简支约束试件,承受多次侧向撞击后,吸能系数增大,抗冲击变形能力明显下降.
针对大长径比刀杆中传统动力减振器的橡胶疲劳老化、阻尼液易泄露、刚度和阻尼难以精准设计等问题,设计了一种利用磁刚度和电涡流阻尼提供刚度和阻尼的多层堆叠式永磁动力减振器,实现了刚度和阻尼的独立精准设计.独特的堆叠式结构可以在相同体积下提供更大的磁刚度和电涡流阻尼,保证多层堆叠式永磁动力减振器达到最优减振条件.分别建立了多层堆叠式永磁动力减振器中磁刚度和电涡流阻尼的理论计算模型,并利用MATLAB软件和Maxwell电磁仿真软件分别探究了磁刚度和电涡流阻尼与多层堆叠式永磁动力减振器各部分尺寸参数之间的关系.最后
滑坡碎屑流的运动场地条件差异性大,导致相同规模滑坡的运动参数以及冲击作用存在显著差异.为了量化场地条件的作用机制,运用三维离散元模拟方法,以场地条件为变量,开展滑坡碎屑流的冲击研究,以斜坡坡度、堆积区坡度和场地几何特征为变量因素进行数值模拟分析.研究结果表明:不同斜坡坡度下,颗粒的平均速度时程曲线都可以分为加速和减速两个阶段.斜坡坡度越大,平均速度越大,沿斜坡坡面滑动所消耗的能量随之减小,对拦挡结构的冲击力越大.堆积区坡度的增加,冲击力峰值和终值都随之增加,但对碎屑流颗粒的平均速度影响不显著.拦挡结构与坡
该研究对一棵柳树在力锤激励和自然风激励条件下进行了模态识别与分析,发现力锤激励时的模态识别结果缺失了部分模态,而自然风激励条件下能较好地识别柳树的主要模态.通过综合两种激励下的模态识别结果,确定了柳树实测的前十阶模态.根据实际柳树的形状、采取合理的材料参数,对该柳树构建了有限元分析模型,并进行模态分析,得到了其前十阶自振频率和振型,发现柳树在各阶振型处主要为树枝的振动,而树干振动较小.最后进行了有限元分析结果和实测结果的对比,发现两者间有较好的对应关系,说明柳树有限元模型的构建是正确的,发现柳树的树冠结构