国家自然科学基金(50978092)
- 作品数：10 被引量：18H指数：4
- 相关作者：许斌贺佳辛璐璐更多>>
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- 发文基金：国家自然科学基金湖南省自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
- 相关领域：建筑科学理学一般工业技术机械工程更多>>
- 基于二重切比雪夫多项式的多自由度系统SMA非线性恢复力识别被引量：6
- 2014年
- 针对真实结构在动力荷载作用下恢复力模型难以用准确参数化形式描述问题,将结构非线性恢复力作为结构损伤及非线性行为的直接描述,提出基于二重切比雪夫多项式模型的多自由度体系非线性恢复力时域识别方法,实现结构质量信息完全未知及激励完整、非完整两种情况下多自由度系统非线性恢复力识别。通过带理想双旗形恢复力模型形状记忆合金(SMA)阻尼器两自由度数值模型的数值模拟与安装SMA阻尼器的钢框架模型动力实验结果验证该方法的识别效果,并与基于幂多项式模型方法进行对比。数值模拟验证中同时考虑测量噪声对识别结果影响。结果表明,该方法能对结构质量分布及在动力荷载作用下非线性恢复力进行有效识别,为结构在动力荷载作用下损伤发生、发展过程监测及结构耗能的定量评估提供方法。
- 许斌辛璐璐贺佳
- 关键词：损伤识别SMA阻尼器
- 部分观测下结构质量识别迭代及滞回力识别方法被引量：2
- 2017年
- 在强动力荷载作用下结构滞回力可直接描述损伤的发生发展过程,并用于结构耗能的定量评估。提出一种仅利用结构部分自由度上加速度响应时程且结构刚度、阻尼、质量均未知时的结构质量识别迭代和滞回力识别方法。首先基于质量预估值利用扩展卡尔曼滤波方法预测结构的位移和速度响应以及未知加速度响应,利用二重切比雪夫多项式对质量进行更新并迭代直到收敛,最后基于收敛的质量识别值描述结构滞回性能,识别结构滞回力。在一个多自由度集中质量数值模型中引入磁流变阻尼器模拟非线性构件,在结构仅已知部分自由度上加速度响应时程的条件下,数值模拟结果发现结构质量分布和阻尼器的滞回阻尼力均有良好的识别结果,同时考察了测量噪声的影响。
- 王云许斌
- 关键词：扩展卡尔曼滤波
- 部分输入未知条件下结构参数及激励识别被引量：2
- 2012年
- 针对部分输入未知条件下的结构参数和荷载识别问题,提出一种改进的基于最小二乘准则的自适应加权迭代算法。该方法通过引入自适应学习因子和加权正定矩阵,以任意假定的未知外激励作为初始迭代条件,以相邻两次迭代后荷载的识别值的误差作为收敛判断准则,有效地改进了迭代收敛速率、稳定性和识别精度。同时,针对比例阻尼,对现有非线性参数识别的松弛法进行改进,提出一种转换算法。通过一个具有15个自由度的高层数值模型的模拟数据和一个4层结构模型的动力试验实测数据分别验证了该方法有效性,同时,分别探讨了噪声水平、权重系数、学习因子等对算法收敛性的影响。数值算例和基于模型动力测试数据的识别结果表明,该算法具有稳定的收敛特性,参数和荷载识别精度高以及对测量噪声的鲁棒性强的特点。
- 许斌贺佳
- 关键词：结构参数最小二乘算法
- 基于部分加速度测量的结构Bouc-Wen非线性恢复力及质量识别被引量：1
- 2018年
- 结构非线性行为识别是结构灾后损伤评估的关键。扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)有助于解决结构动力响应测量不完备的问题,但一般要求结构质量已知。针对仅部分加速度响应已知和结构质量未知情况下结构非线性恢复力的识别问题,提出一种结合EKF和最小二乘算法的结构非线性恢复力及质量识别的迭代算法。该方法基于质量估计值和部分自由度上的加速度响应测量,通过EKF预测完整响应时程,再利用最小二乘法识别修正质量分布,循环迭代至收敛,最后基于质量收敛值实现物理参数(刚度、阻尼、非线性)的识别,进而得到非线性恢复力。以一个含Bouc-Wen磁流变阻尼器的多自由度体系的数值模型为例,考虑4种不同的质量初始误差,通过数值模拟验证该方法识别结构质量及非线性恢复力的有效性。同时考虑加速度测量噪声的影响,证明了该方法的鲁棒性。
- 程骄阳许斌贺佳
- 关键词：振动与波最小二乘法BOUC-WEN模型磁流变阻尼器
- 基于实测时间序列的非线性系统恢复力识别被引量：2
- 2011年
- 提出一种完全基于激励和结构响应实测数据的结构动力系统非线性恢复力识别方法,并通过在一个4层钢结构模型中引入具有非线性特性的磁流变阻尼器(MR)模拟非线性恢复力,基于此模型结构在不同的激励方式下的动力响应测量数据,验证了该方法的有效性。对于结构的各自由度均受到激励的情况,运用最小二乘拟合算法识别出等效线性系统的物理参数(质量、刚度和阻尼矩阵),进而得到模型结构振动过程中MR阻尼力随时间变化情况并与实验实测结果进行了比较。针对结构仅在有限自由度上受到激励的情况,对以上方法进行了改进,提出了一种非线性系统恢复力的非参数化识别方法,利用结构中弹性恢复力的对称关系,分步确定了结构各层间恢复力模型,从而得到MR恢复力的大小并与实测结果进行了比较。结果表明,基于时域实测信号的非线性系统恢复力识别法在完整激励和非完整激励下均能有效地识别结构的非线性恢复力特性。文章所述方法可以运用于工程结构在动力荷载作用下的损伤发生发展过程的监测与识别。
- 许斌贺佳
- 关键词：磁流变阻尼器最小二乘拟合
- 利用部分加速度测量的结构滞回特性免模型识别被引量：4
- 2018年
- 结构非线性恢复力与位移的关系即滞回特性是强动力荷载作用下结构损伤发生发展过程的直接表征,可直接用于结构耗能的定量评估。该文提出一种仅部分自由度受到激励且只有部分自由度上加速度响应测量已知时结构非线性恢复力和质量识别方法。无需结构恢复力参数化模型,利用切比雪夫多项式来描述非线性恢复力,结合无迹卡尔曼滤波算法(Unscented Kalman Filter,UKF),在结构刚度、阻尼、质量未知情况下,实现非线性恢复力和结构质量识别。在一个多自由度数值模型中引入磁流变阻尼器模拟非线性构件,通过数值模拟验证该方法的识别效果。结果表明,该方法在仅部分自由度受激励且仅部分自由度上加速度响应时程已知时,可对结构非线性恢复力和质量进行有效识别。该方法对工程结构在强动力荷载作用下损伤发展过程的识别及耗能的定量评估具有重要意义。
- 许斌王云
- 关键词：无迹卡尔曼滤波切比雪夫多项式磁流变阻尼器
- 未知地震激励下结构恢复力及质量非参数化识别被引量：4
- 2019年
- 地震作用过程中结构恢复力是描述结构损伤发生发展过程定量描述的基础,更有助于描述结构在地震中破坏模式的演化。该文研究地震激励下结构部分质量及动力响应信息未知时,结构非线性恢复力、质量以及未知加速度时程的非参数化识别方法。首先,根据部分已知动力响应测量和质量信息,识别地震加速度时程。随后,利用记忆衰退全局加权迭代扩展卡尔曼滤波算法,引入幂级数多项式表征结构恢复力,实现了结构质量与非线性恢复力的非参数化识别。将具有非线性恢复力的磁流变阻尼器中引入到一个剪切型多自由度结构构成非线性系统,考虑测量噪声的影响,通过数值模拟验证了在噪声及较大质量初始误差情况下该方法识别结构质量、非线性恢复力及地震动加速度时程的识别效果。
- 许斌李靖
- 关键词：地震激励
- 结构恢复力非参数化模型识别的改进容积卡尔曼滤波方法
- 2023年
- 对地震等强动力荷载作用过程中结构损伤的发生发展过程进行识别,必须考虑结构行为的非线性。本文运用相对位移和相对速度的幂级数多项式表征结构恢复力模型,提出一种基于改进的容积卡尔曼滤波算法(Updated Cubature Kalman Filter, UCKF)和结构部分自由度上加速度响应时程的结构参数、未知响应及恢复力非参数化模型识别方法。以一个含磁流变阻尼器的多自由度数值模型为例,考虑20%的加速度响应测量噪声影响,识别出模型的结构参数、未知响应及阻尼力。并将本文方法所得结果分别与基于扩展卡尔曼滤波算法、传统容积卡尔曼滤波算法及含记忆衰退的扩展卡尔曼滤波算法所得结果进行比较。对一个带磁流变阻尼器的四层剪切型框架模型进行激振试验,基于部分自由度上的加速度响应时程实测值,识别出结构参数、未知动力响应以及阻尼器阻尼力的非参数化模型,通过与实测结果的比较,验证了本文方法的可行性。
- 杜义邦许斌赵冶邓百川
- 关键词：磁流变阻尼器
- 动力系统非线性行为识别方法与验证被引量：4
- 2011年
- 在构建动力非线性系统恢复力的幂级数多项式模型的基础上,提出一种完全基于结构激励和响应时间序列的非线性恢复力识别方法,并通过一个带非线性构件(磁流变阻尼器)的四层结构模型在不同激励方式下的动力测试数据对该方法的有效性进行验证。有别于传统的系统识别方法,本方法不需要已知结构质量分布,也不需要提取系统特征值信息,而是直接根据系统时域信息进行恢复力识别。对于结构各自由度均受到外激励的情况,基于实测数据,运用最小二乘优化算法识别出恢复力模型的各个参数,进而得到模型振动过程中磁流变阻尼器提供的阻尼力随时间的变化情况,并与试验实测结果进行比较。针对结构仅有部分自由度受外激励的情况,对以上方法进行扩展,分步确定结构各层间恢复力并与实测结果进行比较。结果表明,该非线性恢复力识别法无论在结构全部或者部分自由度受激励的情况下均能有效地识别出结构的非线性恢复力,可为土木工程结构在地震等动力荷载作用下的损伤评估提供新的方法。
- 许斌贺佳Sami F.Masri
- 关键词：磁流变阻尼器最小二乘拟合实测数据
- 部分观测下结构质量及非线性恢复力免模型识别被引量：1
- 2019年
- 强动力荷载作用下结构构件的恢复力是其非线性行为的最直观描述,不同结构的非线性特性复杂且往往难以事先用准确的参数化形式描述,而且活荷载的存在也导致结构质量也需要识别,此外测量完整结构所有自由度的动力响应较为困难。为此,提出一种结合等效线性理论与无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)的迭代算法,仅利用结构部分自由度上的动力响应,实现结构质量与非线性恢复力的免参数化模型的同时识别。在一个线性多自由度系统中引入磁流变阻尼器模拟非线性元件,在不同质量初始值情况下,当一处或多处存在不同类型的非线性构件时,可实现结构恢复力及质量识别,通过将识别结果与理论值的比较验证了该方法的有效性。
- 李靖许斌
- 关键词：振动与波无迹卡尔曼滤波磁流变阻尼器
