国家自然科学基金(51078301)
- 作品数：11 被引量：16H指数：2
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- 相关机构：武汉理工大学武昌工学院更多>>
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- 相关领域：建筑科学自动化与计算机技术更多>>
- 风致不均匀积雪的大跨网架结构工作状态分析被引量：1
- 2023年
- 为了保证结构服役安全,有必要对不均匀积雪荷载作用下网架结构工作状态进行分析。采用CFD数值模拟技术,基于准动态网格划分方法,以一正放四角锥网架结构为研究背景,分析了网架结构在持续降雪24 h中的屋面不均匀积雪分布变化情况,并详细探讨了不同风向角和不同风速对网架屋面积雪分布变化情况的影响;最后建立了该网架结构的有限元模型,分析了不同雪荷载工况的结构工作状态。结果表明:与其他有风条件下的工况相比,风速为12 m·s^(-1)、风向角为90°时的结构屋面平均雪压和积雪沉积区域占比最大,因此它是结构的最不利工况,该工况的平均雪压是无风条件下均布积雪平均雪压的88.9%,但结构杆件的最大应力值及挠度值却较均布积雪作用时有所增加,而且部分杆件从受拉杆变为受压杆;风致不均匀积雪是网架结构在服役期间的安全隐患,应在工程设计中予以重视。
- 刘晖黄昌昊吉柏锋
- 武汉市游泳馆屋顶网架结构安全预警方法研究
- 2011年
- 以武汉市游泳馆屋顶网架结构为工程背景,根据屋顶网架结构的特点,研究了该结构的安全预警方法。考虑到屋顶设置了"V"型天窗,天窗处积雪是该结构的最大安全隐患。因此,合理建立积雪的天窗有限元模型和识别积雪厚度是此结构安全预警实现的关键。据此,基于雪的唯象本构关系,根据武汉市的气候特点,建立了适合于结构安全预警的积雪天沟板有限元模型。根据天窗处天沟板的应变与积雪厚度存在着一一对应的映射关系,通过在网架结构易积雪的天窗处布置应变传感器采集应变信息,采用模糊模式识别理论,实时自动识别作用在网架结构天窗处的积雪厚度,达到对该网架结构的积雪厚度进行安全预警的目的。
- 汪菁刘晖杨莉钱斌瞿伟廉
- 关键词：网架结构安全预警积雪
- 焊接空间结构节点焊缝拉裂损伤识别被引量：2
- 2019年
- 针对焊接空间结构节点易发生损伤和破坏的问题,为了识别焊接空间结构节点焊缝拉裂损伤,建立了节点焊缝拉裂损伤等效模型,考虑到焊接空间结构具有杆件和节点众多的特点,提出了损伤识别两步法。首先建立有焊缝拉裂损伤焊接球节点三维实体有限元模型,划分焊缝裂缝宽度,然后分析不同焊缝裂缝宽度与节点刚度系数之间的关系,最后将所获得的不同裂缝尺寸焊接球节点刚度系数等效为弹簧刚度,施加于结构杆件两端,成为杆端弹簧约束模型,即考虑节点焊缝拉裂损伤的等效有限元模型;建立等效模型后,采用两步法识别节点焊缝拉裂损伤位置,先对结构分区,用小波分析方法识别结构杆件有节点焊缝拉裂损伤发生的区域,然后基于等效模型提取应变模态作为损伤标示量,在损伤区域内具体定位有节点焊缝拉裂损伤发生的杆件。结果表明:焊缝拉裂损伤等效模型能够模拟实际结构节点焊缝拉裂损伤,所建立的节点焊缝损伤等效模型易于提取损伤标示量,采用两步法能够识别出焊接空间结构节点焊缝拉裂损伤位置。
- 刘晖朱胜男申韶丁王雪亮
- 关键词：等效模型损伤识别空间结构
- 基于优化本征正交分解法的复杂屋盖风压场预测
- 2018年
- 为了提高屋盖表面风压数据密度,通过有限测点的风压特征信息准确预测未布置测点的风压信息。风洞试验中,复杂的屋盖结构可以同时引入测点面积和脉动风压自根方差参量,采用优化本征正交分解法(POD法),提高识别精度。利用优化的POD法,在此基础上插值预测节点处的荷载本征模态值,从而进一步获得预测节点处的风压时间序列。对预测节点处实测风压与预测风压的均值、根方差误差进行比较分析,预测的风压均值误差最大达到8%,根方误差最大达到15.8%,同时分别在时域和频域范围内对实测风压与预测风压的时程曲线和功率谱进行比较,可知该方法能较好地对未布置测点的节点风荷载进行有效预测。
- 马魁刘庆贵刘晖
- 关键词：本征正交分解法插值法
- 有限测点信息的网架结构风致损伤区域识别方法被引量：3
- 2013年
- 在风荷载的作用下,网架结构难免会损伤破坏。由于网架结构节点、杆件众多,在所有节点上布置传感器获得结构的响应信息进行损伤识别是无法实现的。本文提出采用小波变换的方法,捕捉结构节点在风荷载作用下的加速度响应的高频信息,分析某杆件破坏对节点加速度响应的影响,合理划分网架结构子区域,以确定布置传感器的位置和数量,基于有限传感器测量信息识别结构杆件损伤发生的区域,一旦损伤区域确定,在损伤子区域中再进行损伤定位就变得简单易行。最后,以网架结构为数值算例,采用本文提出的方法进行结构损伤区域的识别并考虑了测量噪声的影响,说明该方法的有效性。
- 刘晖胡雄周强瞿伟廉
- 关键词：网架结构风荷载小波变换
- 识别复杂屋盖风压场的改进本征正交分解方法
- 2012年
- 为了提高本征正交分解(POD)方法识别复杂体型屋盖结构且结构表面测点布置不均匀的风压场的精度,提出了改进加权POD方法,采用双加权的手段,以结构上测点风压自根方差和测点面积做为权重.为了避免淡化某个权重的影响,首先将两个权重做了规格化处理.以深圳市民中心的屋盖结构为工程背景,根据风洞试验同步采集的风压数据,来识别作用在结构表面的风压.利用该改进方法,重建了深圳市民中心屋盖结构的随机风压场,对重建的风压时程、均值以及根方差值与实测风压时程、均值以及根方差做了比较,利用本文提出的方法识别典型测点的风压时程均值的最大误差为11.37%、根方差的最大误差为29.3%;而加权POD法识别典型测点的风压时程均值的最大误差超过100%出现了识别错误、根方差的最大误差达到了55.6%.
- 刘晖马魁王雪亮瞿伟廉
- 中央开洞网架结构的静力与动力分析被引量：2
- 2011年
- 以弹性支座下的中央开有矩形洞口的双层正放四角锥网架结构为研究对象,利用SAP2000对开洞网架和不开洞网架结构进行了静动力特性分析,对比了两种结构之间静动力特性的差异,并获得了中央开洞网架结构内力和位移的变化规律。结果表明:开洞网架与未开洞网架弦杆内力分布规律显著不同,但腹杆无明显区别;开洞网架结构的动内力分布规律和静力分布规律一致;加强洞口对网架的刚度有明显提高。
- 黄俊戴绍斌曾辉刘记雄
- 关键词：网架结构稳定性有限元分析
- 智能高耸结构系统应变信号无线采集器
- 2011年
- 根据智能高耸结构系统对应变数据采集与传输的需求,应用传感网络技术实现智能高耸结构系统的应变数据采集,将大量的传感器与骨干传输网络相连,在传感器与骨干网之间采用一种低成本、低功耗的ZigBee技术无线接入网络,研制了一种基于ZigBee网络的智能高耸结构系统应变信号无线采集器,由应变传感器、采集模块、处理模块和发送模块组成。解决了应变传感器的温度漂移和非线性等问题,并采用软件算法解决了无线通信的数据丢包问题,可实现空旷地带300m距离通信。试验结果表明,该采集器能实现对单塔多节点、多塔和复杂地形条件下的实时应变数据测量。
- 肖纯陈编陈静刘江
- 关键词：采集器
- 焊接结构裂纹扩展分析的无网格和水平集耦合方法被引量：1
- 2020年
- 针对焊接结构由于初始裂纹的存在而导致裂纹扩展,降低结构承载力,危及结构使用安全的问题,提出了分析有初始裂纹焊接结构的裂纹扩展及其扩展路径的无网格和水平集耦合方法。先建立焊接结构的无网格模型,将节点划分为常规节点、阶跃扩展节点和裂尖扩展节点;然后采用移动最小二乘法计算近似函数,得到结构的位移场及应力场;最后采用相互作用积分法求解应力强度因子,将最大周向应力准则作为失效准则计算开裂角,获得焊接结构的裂纹扩展路径。裂纹几何形状采用水平集法描述,裂尖位置采用在裂尖处相互正交的波前水平集函数和裂尖水平集函数定位,裂纹扩展路径跟踪采用水平集更新算法实现。以焊接节点为环状形式截面且存在初始焊接裂纹为研究对象,编制了基于所提方法的裂纹扩展程序。结果表明:采用所提方法分析焊接结构裂纹扩展计算得到的应力场光滑且协调,无需进行后处理,避免了有限元计算裂纹扩展时网格畸变和扭曲,提高了传统无网格法的精度和效率,实现了对裂纹扩展路径的准确跟踪。
- 刘晖申韶丁雷电
- 关键词：无网格法
- 双优化POD法在复杂屋盖风压场模拟中的应用被引量：2
- 2017年
- 在复杂屋盖结构中,导入测点面积和脉动风压自根方差进行双优化POD处理。在此基础上以双优化中荷载本征模态为对象,运用两种插值方法进行了风荷载模拟。同时将实测风压与两种插值方法模拟风压进行均值、根方差、风压时程方面的比较。结果表明双优化POD法基础上插值模拟风荷载实现了较理想的模拟效果。但是两种插值方法与节点位置的模拟效果存在个体差异。整体上看受湍流作用小的节点位置无论采用插值法1还是插值法2,模拟效果均好于湍流区节点;就插值方法而言,在湍流效应明显节点处,采用插值法2模拟效果好于1。同时在风荷载分布梯度较小节点处采用插值法1模拟效果好于2,而风荷载分布梯度较大节点处插值法2模拟效果好于1。
- 马魁刘庆贵刘晖
- 关键词：插值法
