發(fā)布時(shí)間：2018-04-28 19:57

  本文選題：車輛激勵(lì) + 模態(tài)分析　； 參考：《河北建筑工程學(xué)院》2017年碩士論文

【摘要】：隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提升和一帶一路戰(zhàn)略的提出,無(wú)疑促進(jìn)了交通事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。其中斜拉橋作為重點(diǎn)交通工程的樞紐,建成后的維護(hù)和運(yùn)營(yíng)越來(lái)越顯得重要。為了監(jiān)控橋梁的服役狀態(tài),不惜花重金修建健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。由于環(huán)境激勵(lì)類型多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,非線性強(qiáng),測(cè)量噪聲種類繁多,所以健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)響應(yīng)信息量大,數(shù)據(jù)冗余。結(jié)合模態(tài)參數(shù)求解難度高,誤差大的特點(diǎn)�，F(xiàn)摒棄傳統(tǒng)工作模態(tài)分析,采用可控性較強(qiáng)的車輛激勵(lì),進(jìn)行模態(tài)分析。研究擬從力學(xué)角度出發(fā),優(yōu)化三軸重型車輛模型,建立車橋耦合數(shù)值模型。然后求得單點(diǎn)激勵(lì)振動(dòng)方程的理論解,通過(guò)數(shù)值分析和理論分析來(lái)研究橋梁振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律,并找到最貼合實(shí)際的車輛激勵(lì)方式。針對(duì)斜拉橋監(jiān)測(cè)信號(hào)高噪聲的特點(diǎn)。通過(guò)小波閾值的方式,對(duì)信息進(jìn)行消噪處理,通過(guò)功率譜分析,確定最佳的閾值函數(shù)和處理方法。然后采用經(jīng)驗(yàn)極點(diǎn)對(duì)稱模態(tài)分解法對(duì)閾值后的信號(hào)進(jìn)行模態(tài)分解,得到若干分解模態(tài)。在此基礎(chǔ)上采用時(shí)域幅值分析法,求得時(shí)域幅值參數(shù),分析了損傷結(jié)構(gòu)響應(yīng)對(duì)時(shí)域幅值參數(shù)的影響。對(duì)于斜拉橋這種大型結(jié)構(gòu),材料非線性和幾何非線性對(duì)模態(tài)分析結(jié)果的影響不可忽略。建立了一種以復(fù)合實(shí)體、膜和梁?jiǎn)卧獊?lái)模擬斜拉橋的方法,其中考慮阻尼器、限位器和預(yù)應(yīng)力。在研究中應(yīng)用模態(tài)子結(jié)構(gòu)技術(shù),來(lái)分批計(jì)算橋梁的附屬結(jié)構(gòu),解決現(xiàn)在計(jì)算機(jī)計(jì)算能力不足的問題。在分析時(shí),使用初始狀態(tài)法,考慮小變形假設(shè)和大變形假設(shè),解決幾何非線性問題。數(shù)值分析應(yīng)用了混凝土損傷本構(gòu)模型和理想彈塑性本構(gòu)模型,以此解決材料非線性問題。并且通過(guò)分析驗(yàn)證了有限元模型的正確性。采用了小波閾值的方法對(duì)振動(dòng)波進(jìn)行消噪處理,并通過(guò)ESMD方法對(duì)消噪后的振動(dòng)波進(jìn)行模態(tài)分解。在Elman網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了層次神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并以福彩3D的數(shù)據(jù)驗(yàn)證了其精確性。在此基礎(chǔ)上對(duì)橋梁的損傷進(jìn)行了評(píng)估,獲得良好的效果。
[Abstract]:With the promotion of China's comprehensive national strength and Belt and Road's strategy, the further development of the transportation industry has undoubtedly been promoted. The cable-stayed bridge as a key transportation project hub, after completion of maintenance and operation is becoming more and more important. In order to monitor the service status of the bridge, the health monitoring system is built at great expense. Because of many kinds of environmental excitation, complex structure, strong nonlinearity and various kinds of measurement noise, the health monitoring system has a large amount of response information and data redundancy. Combining with the characteristics of high difficulty and large error in solving modal parameters. In this paper, the traditional mode analysis is abandoned and the vehicle excitation with strong controllability is used to carry out modal analysis. From the point of view of mechanics, the model of three axle heavy duty vehicle is optimized and the coupling numerical model of vehicle and bridge is established. Then the theoretical solution of the vibration equation of single point excitation is obtained. The vibration response law of bridge is studied by numerical analysis and theoretical analysis, and the most suitable vehicle excitation mode is found. Aiming at the characteristics of high noise monitoring signal of cable-stayed bridge. The best threshold function and processing method are determined by power spectrum analysis. Then the empirical pole symmetric mode decomposition method is used to decompose the signal after threshold, and some decomposition modes are obtained. On the basis of this, the time-domain amplitude parameters are obtained by using the time-domain amplitude analysis method, and the influence of the damage structure response on the time-domain amplitude parameters is analyzed. For the cable-stayed bridge, the influence of material nonlinearity and geometric nonlinearity on the modal analysis results can not be ignored. A method of simulating cable-stayed bridge with composite entity, membrane and beam element is established, in which dampers, limiter and prestress are considered. The modal substructure technique is used to calculate the attached structure of the bridge in batches to solve the problem of insufficient computer computing capacity. In the analysis, the initial state method is used to solve the geometric nonlinear problem with the assumption of small deformation and large deformation. The concrete damage constitutive model and the ideal elastoplastic constitutive model are applied in the numerical analysis to solve the material nonlinearity problem. The correctness of the finite element model is verified by analysis. The wavelet threshold method is used to de-noising the vibration wave and the ESMD method is used to decompose the vibration wave. On the basis of Elman network, a hierarchical neural network is constructed, and its accuracy is verified by 3D data of welfare lottery. On this basis, the damage of the bridge is evaluated and good results are obtained.
【學(xué)位授予單位】：河北建筑工程學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U448.27

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1816649