【摘 要】
：
传统经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法在处理桥梁挠度信号时存在模态混叠、分解误差累积等问题,致使分解结果尚不理想.为此,提出了一种结合变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和K-L散度(Kullbaek-Leibler divergence,KLD)的桥梁挠度监测数据温度效应分离方法.利用VMD分解桥梁挠度信号,获得若干个本征模态函数(intrinsic mode function,IMF);借助核密度估计求得
【机 构】
：
重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室,重庆400074;重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室,重庆400074;广西交通投资集团有限公司,南宁530000;重庆交通大学
论文部分内容阅读
传统经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法在处理桥梁挠度信号时存在模态混叠、分解误差累积等问题,致使分解结果尚不理想.为此,提出了一种结合变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和K-L散度(Kullbaek-Leibler divergence,KLD)的桥梁挠度监测数据温度效应分离方法.利用VMD分解桥梁挠度信号,获得若干个本征模态函数(intrinsic mode function,IMF);借助核密度估计求得各IMF分量的概率密度函数分布,进而得到各分量KLD值,剔除虚假IMF分量,选定最佳分量;运用Pearson相关系数对最佳分量进行效果评价;通过数值仿真算例与实桥监测数据,验证了该方法的有效性.结果 表明:该方法融合了VMD自适应、抗噪能力强和KLD快速选取最优信号的优势,克服了传统EMD模态混叠等缺陷,减少了虚假分量的干扰,将两者结合使得分解及筛选特征信号分量高效可靠,温度效应分离效果良好;仿真信号经VMD-KLD分析得到日、年温差效应及长期挠度相关系数分别为0.9946、0.9837和0.9704,实测信号得到的日、年温差效应相关系数分别为0.9081、0.9364;同EMD-KLD相比,VMD-KLD分离出的各挠度成分相关系数更接近于1,仿真信号分析中日、年温差效应及长期挠度分别提升了4.43％、10.84％和8.81％,实测信号分析中日、年温差效应分别提升了12.35％、5.57％.该方法可为桥梁挠度监测数据温度效应在线分离提供一种新的思路.
其他文献
依据合成氨生产工艺流程,介绍危险生产工艺过程的安全风险分析方法.在危险与可操作性分析(HAZOP)定性危害分析的基础上,进一步评估保护层的有效性.对现实风险和预防或减轻危险的保护层,通过量化计算其发生危险事件的概率,提出可以以安全仪表功能(SIF)的形式实现风险的降低的方法.对合成氨装置安全仪表系统中的典型SIF回路安全完整性参数(SIL)定级进行了研究,报告了低要求操作模式下SIF可靠性评估的简化公式,初步对SIF回路的安全完整性等级开展验证.其验证过程及结果与SIL验证软件计算结论基本符合.该研究对化
为进一步提升云监控平台数据分析的准确性和效率,在研究了集成云平台和分布式计算基础上,设计了融合机器学习的云监控数据分析平台.该平台包含核心结构和扩展结构2部分,分别用于对小量数据及大规模数据进行分析及分布式计算.核心架构可分为3层:智能搜索层、应用程序接口(API)层和云计算层.这3层相互作用,处理工作负载跟踪,并监视任何异常模式.扩展结构有利于用户在Hadoop文件系统中存储数据,且为用户提供了高可用性和可扩展的存储功能.对核心结构及扩展结构进行仿真分析.结果进一步验证了云监控数据分析平台的有效性及实用
基于溥壳和层合板理论推导了正交各向异性层合板壳平衡微分方程,应用波动刚度矩阵方法求解正交各向异性层合板壳耦合子系统间的能量传递系数,结合模态密度给出耦合处的耦合损耗因子(coupling loss factor,CLF).通过与已有研究对比环向开敞层合柱壳的频散曲线,验证理论推导的正确性;对层合板和柱壳的模态密度进行对比分析,在环频率以后,随着频率的增大两者趋于一致;分别入射弯曲波、剪切波和纵波,计算表明耦合结构的能量传递系数满足保守耦合系统的能量守恒,满足互易性,且能量总透射系数对铺设方式的敏感度较低;
为揭示圆弧-简谐曲线组合型旋叶式压缩机叶片与缸体、转子间的动态接触激励机理,基于刚柔耦合理论,建立压缩机柔性叶片、刚性转子与缸体多刚柔耦合动力学模型.将基元腔压力测试数据以无质量块形式耦合至柔性叶片、背压腔压力施加于叶片背部作为力学边界条件,研究旋叶式压缩机多刚柔耦合动力学特性;而后,基于等距曲线包络原理建立压缩机叶片-缸体型线运动学解析模型,得到叶片位移/速度解析值,与刚柔耦合分析值对比,验证刚柔耦合模型的合理性;进而,研究转速、背压等工况参数和叶片结构参数对动态接触力的影响规律.研究表明:旋叶式压缩机
为满足汽车动力总成悬置系统匹配过程中悬置的刚度要求,对悬置中非橡胶填充结构进行优化设计,以长槽的半径r,圆槽的半径R,两槽间的夹角α,长槽的角度β为结构参数,采取正交试验与ABAQUS有限元软件结合的方法,对橡胶悬置刚度进行仿真试验.根据试验结果建立二阶响应面模型,通过谢菲尔德遗传算法进行优化,从而获取非橡胶填充结构参数以满足悬置刚度要求.优化结果与试验验证误差较小,满足设计要求.该方法在橡胶悬置设计阶段具有参考意义.
以黏弹性基体中的Timoshenko纳米梁为研究对象,综合考虑非局部效应、截面非均匀性、压电效应和挠曲电效应的影响,建立了变截面挠曲电纳米梁的自由振动控制方程,基于摄动理论给出了典型边界条件下结构自由振动控制方程的传递函数求解方法,较系统研究了非局部参数、截面非均匀性、挠曲电系数以及基体黏弹性对结构振动特性的影响规律.结果 表明:增大截面锥度能减小结构固有频率对非局部效应的敏感程度,并带来结构临界阻尼系数的减小;增大非局部参数能削弱结构固有频率对截面锥度的敏感程度;增大切向挠曲电系数f3131可削弱结构对
鉴于破坏模式对既有钢筋混凝土柱抗震性能评价和震后恢复决策的重要性,从美国太平洋地震研究中心钢筋混凝土柱抗震性能试验数据库(PEER-Structural Performance Database)中收集214根钢筋混凝土矩形截面柱的拟静力试验数据,分析了弯曲、弯剪或剪切三种破坏模式的破坏特征及主要影响因素.根据钢筋混凝土柱塑性铰区截面剪力需求与抗剪承载力的关系,计算了发生三种不同破坏模式时剪力需求与抗剪强度的比值,并分别给出了相应的概率分布函数.结果 表明,基于剪力需求和抗剪强度比值的概率分析能够合理地反
针对有阻尼三次非线性包装系统在发生跌落冲击时的响应问题,基于多尺度Lindstedt-Poincare摄动法(MSLP)讨论了三次非线性系统跌落冲击响应的一阶近似解析表达并与数值结果进行了对比.结果 表明:所求有阻尼三次非线性系统跌落冲击一阶近似解析具有较好的精度,特别是对于小阻尼强非线性包装系统的冲击响应分析而无需额外的幅值及频率修正.
面向星载大口径薄膜天线在轨展开需求,开展高型面精度、大口径、轻量化和大折展比的空间薄膜天线人形杆折展机构创新设计及其动力学特性研究.提出一种带有径向预紧的人形杆单侧驱动机构,通过一个电机同时驱动滚筒和丝杠运动,当人形杆完全展开时径向预紧机构得到触发,实现人形杆根部的夹紧,从而提高整个薄膜天线展开状态的刚度和型面精度.对该机构缠绕过程的运动学和收拢状态的动力学分别进行仿真;加工出人形杆单侧驱动机构原理样机,对其收拢和展开进行功能性试验,测量在缠绕过程中人形杆的力矩,并对单侧驱动机构收拢状态整体结构进行模态分
为准确评估动态升温过程中结构是否安全,基于经典赫兹接触理论、旋转动力学以及碰撞冲击理论,采用数值仿真方法对快关蝶阀分别进行瞬态热-结构耦合分析与瞬态动力学分析研究,对比研究了不同升温速率、不同关闭时间及不同密封面宽度对快关蝶阀结构强度及阀座密封性能的影响规律.研究表明:快关蝶阀的最终热应力和阀座密封面接触压力均随着升温速率的增大而增大,当阀门内壁升温速率小于0.225℃/s时,阀门的结构强度及密封可满足要求;分析快关蝶阀瞬间冲击速度以及快关过程总位移量,并与理论推导得出的数值对比,误差均在5％以内,快关冲