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针对海上风电支撑结构损伤识别的难点,将一种新的模型修正方法应用到了三脚架式海上风电支撑结构的损伤识别中。采用数学上常用的正则化方法,解决了实测模态含噪声条件下损伤识别"病态"方程组的求解问题;结合Guyan扩阶技术,实现了基于低阶不完备模态的损伤识别。另外,为提高损伤识别精度,结合算例提出一种两步式模型修正过程:第一步,初步定位损伤位置;第二步,精确识别损伤位置和损伤程度。数值研究结果表明,采用两步式模型修正过程的方法对于海上风电支撑结构的损伤识别是有效的。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2016,(9)
大型结构的模型修正求解问题多呈现不同程度的病态,实测数据的微小误差都有可能造成求解的失效。该文研究了测量噪声影响下模型修正病态系统的求解问题。首先,介绍了结构模型修正的求解问题以及数学上常用的正则化方法;然后,通过一悬臂梁模型数值算例探讨了截断奇异值分解正则化方法和"L"曲线法在结构模型修正求解中的适用性。结果显示,适当的正则化可以有效的解决模型修正病态系统的求解问题;另外,该方法对于部分满足离散Picard条件的模型修正方程同样适用。最后,通过一导管架平台物理模型试验对该正则化方法的实用性进行了验证。 相似文献
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利用动柔度法来进行桩基导管架平台损伤部位诊断,需要有一个能真实地反映原始平台动力特性的模型作为比较的基准。一般可用设计过程中的有限元模型作基准,但由于材料、工艺等因素,其有限元刚度阵特别是接头刚度很难准确地确定,故需通过模态实验来修正计算模型。通常,实测模志均少于测量自由度数,更远小于有限元自由度数。为了使测点与有限元分析自由度相对应,本文提出一种计算方法,将结构分为主、次自由度,主自由度对应测试点,用凝聚得到简化模型,并对简化模型的特征解进行灵敏度分析,利用实验测得的模态来修正有限元值,从而得到一个能够正确地反映结构特性的较为精确的有限元计算模型,然后,利用广义动柔度法检测损伤位置,提出一种确定损伤位置的计算方法。在文中给出了二层框架的计算和实验结果以及修正参数和二层框架损伤位置的确定。结果表明,利用实验模态修正计算数学模型,该方法是一种可行的途径。 相似文献
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波浪作用下海洋石油井架模态参数识别与承载力评价 总被引：1，自引：0，他引：1
提出基于试验模态参数识别和优化算法修改动力有限元模型的海洋石油井架安全承载能力评价方法.推导基于波浪脉动的试验模态参数识别公式,介绍有限元模型动力修正的一阶优化方法.以海洋随机波浪脉动作为激励,对勘探三号海洋石油井架进行了现场模态试验,识别出前二阶固有频率.以此作为有限元模型修正的基础,应用一阶搜索优化算法,对动力有限元模型进行了修正,结果表明:该修正模型比较准确反映了井架目前的结构状态,能够用于进一步的静、动力分析和安全承载能力评价. 相似文献
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研究特征系统实现算法在模态识别过程中的噪声处理问题。特征系统实现算法为目前土木工程领域应用较为广泛的一种模态识别法。在处理实测数据时,特征系统实现算法将实测数据分解为结构真实信号和噪声信号,从而将噪声消除。分块Hankel矩阵的维数对信噪分离过程影响很大。提出当分块Hankel矩阵的分块行与分块列数接近时,真实和噪声信号可以最好的分离。通过在实测信号里添加噪声(产生噪声-噪声信号),将实测信号和噪声-噪声信号识别的结果进行比较,提出了1种验证识别模态参数是否为结构真实模态的检验方法。本文应用导管架平台实例来验证提出方法的适用性。结果表明,当分块Hankel矩阵的分块行与分块列数接近时,真实和噪声信号能够有效地分离,此时添加的噪声主要影响噪声信号部分。由实测信号和噪声-噪声信号识别的模态参数非常吻合。 相似文献
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本文概述了结构动力学中模态重分析的理论与方法的发展,并讨论了特征问题重分析的导纳法和假设模态法。基于重分析的理论,提出并发展了导管架平台特征问题重分析的专用程序ERP,该程序可以方便地与其它通用有限元分析程序,特别是与SAP5相结合。某海洋平台模型的典例考核表明,本文所提出的方法具有快速、准确的特点,对于海洋平台结构的局部或整体性变化,计算效率可提高20倍至50倍左右。该技术可实现设计综合与修改,还可以用于结构故障所导致的数学模型变化和特征值变化的快速预报和破坏或损伤模式的辅助诊断。 相似文献
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研究特征系统实现算法在模态识别过程中的噪声处理问题.特征系统实现算法为目前土木工程领域应用较为广泛的一种模态识别法.在处理实测数据时,特征系统实现算法将实测数据分解为结构真实信号和噪声信号,从而将噪声消除.分块Hankel矩阵的维数对信噪分离过程影响很大.提出当分块Hankel矩阵的分块行与分块列数接近时,真实和噪声信号可以最好的分离.通过在实测信号里添加噪声(产生噪声-噪声信号),将实测信号和噪声—噪声信号识别的结果进行比较,提出了1种验证识别模态参数是否为结构真实模态的检验方法.本文应用导管架平台实例来验证提出方法的适用性.结果表明,当分块Hankel矩阵的分块行与分块列数接近时,真实和噪声信号能够有效地分离,此时添加的噪声主要影响噪声信号部分.由实测信号和噪声噪声信号识别的模态参数非常吻合. 相似文献
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基于小波变换与神经网络的海洋平台结构损伤识别与定位研究 总被引：1，自引：0，他引：1
基于小渡变换的时频局域化特性和人工神经网络的非线性映射特性,将两者优点结舍发展了一种适用于海洋平台结构损伤识别与定位的新方法.以一典型海洋平台模型数值模拟结构损伤识别效果,结果表明将小渡变换和神经网络方法联合应用于海洋平台结构损伤识别与定位是切实可行的. 相似文献
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将特征系统实现法(ERA)与CBSI算法相结合识别海洋平台结构的模态参数(固有频率,阻尼比,振型),利用有限的加速度信号进行结构模态参数识别。海洋平台结构数值模型模拟的动力响应信号用于参数识别。所识别出的海洋平台模态参数与有限元ANSYS分析所得的结果相比较,表明运用本文所提出的方法进行模态参数识别是有效的。 相似文献
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由于海洋平台结构长期处于恶劣的海洋环境中,并受到各种载荷的交互作用,结构容易产生各种形式的损伤。因此,对海洋平台进行实时监测有着十分重要的现实意义。以单筒简易导管架平台为例,主要在结构损伤的判定和定位两方面对海洋平台的实时结构健康监测进行研究,结果表明通过对结构响应信号进行小波分析,小波变换系数和小波包能量分布可以很好地定义损伤识别指标。 相似文献
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单点系泊海洋导管架平台结构体系可靠性分析 总被引：3，自引：1，他引：3
采用非线性逐步倒塌分析方法，考虑桩-土-结构的非线性相互作用，研究了单点系泊海洋导管架平台在极端荷载作用下的承载能力计算模型，在此基础上结合蒙特卡洛随机抽样法，提出了单点系泊海洋导管架平台结构体系可靠度计算方法。最后对工程实例BZ28-1SPM单点系?白海洋导管架平台结构在20年设计基准期和50年重现期进行了体系可靠性分析：研究结果表明：用50年重现期的环境荷载参数来进行BZ28-1SPM单点系泊海洋导管架平台结构的设计是合理的；在环境荷载中起主导作用的是由波浪引起的系泊力；在海洋平台结构的设计及对已服役平台结构的评估中运用体系可靠度理论，可以为海洋平台结构的设计、维护和评估提供理论依据。 相似文献
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针对背景噪声下结构的模态参数识别结果存在虚假模态的情况,分析虚假模态产生的原因,通过理论推导提出辨别虚假模态的判断条件,根据判断条件剔除识别模态参数中包含的虚假模态。以比例阻尼海洋平台结构数值模型为例,在模拟噪声水平5%的工况下,获得结构脉冲响应信号,对基于奇异值分解定阶消噪后的信号用复指数法进行模态参数识别,对识别的模态频率和阻尼比进行虚假模态剔除。结果表明:根据判断条件可有效剔除所识别参数中的虚假模态。 相似文献
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大型船舶碰撞引起的海洋导管架平台结构损伤分析 总被引：5，自引：0，他引：5
主要对某一海洋导管架平台结构受到大吨位起重铺管船的碰撞进行了详细的非线性数值动力模拟。采用非线性弹簧来模拟受损构件的凹陷特性，计算分析了船舶侧向撞击导管架平台结构在不同的碰撞接触时间下的构件损伤情况，与实际结构损伤的检测结果相比较，反演计算分析了船舶以不同的速度与平台发生碰撞，得到了不同的碰撞接触时间和最大撞击力，以及导管架平台结构主要节点的应力、位移时间历程曲线，可以确定受到撞击后导管架平台结构构件和管节点的损伤程度，对提出合理可行的修理加固方案提供了理论依据。 相似文献
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针对在役老龄导管架平台进行倒塌计算分析,确定极限承载力进而评估老龄导管架的安全裕度。采用非线性有限元方法,考虑平台的波流载荷及桩-土的非线性相互作用,利用SACS软件建立导管架整体三维有限元计算分析模型,并用逐步加载的方式,对南海某导管架平台进行了全过程非线性倒塌分析。计算分析表明,该导管架平台极限强度很高,具有较大的安全裕度;导管架倒塌过程呈逐步破坏形式,先是撑杆屈服,造成局部结构破坏,然后是钢桩发生屈服,降低结构承载力,最后节点逐步失效,造成结构倒塌。揭示了导管架平台结构失效倒塌的机理,给出了倒塌分析的可行方法和步骤。 相似文献
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实测信号中的噪声,以及模型阶次的不确定性给模态参数的准确识别带来困难。以提高模态参数识别精度为目标,提出基于模型定阶和信噪分离的复指数模态参数识别方法。该方法借助奇异值分解技术确定模型阶次,采用结构低秩逼近方法进行信噪分离。在此基础上,利用复指数法进行模态参数识别。分别选取一维的悬臂梁模型和二维的悬挂板模型进行物理模型实验,结果表明:该方法提高模态参数的识别精度,尤其是阻尼比的识别精度,具有较好的工程应用前景。 相似文献