基于最小概率DWO的激光陀螺温度误差模型辨识

鉴于激光陀螺温度误差模型的非线性和时变性,从提高模型辨识质量的需要出发,运用基于最小概率DWO（直接加权优化）的非线性系统辨识方法进行激光陀螺温度误差模型辨识研究,提出了一种精度更高的激光陀螺温度误差模型。该模型以带宽作为唯一需要确定的模型参数,避免了以往温度误差模型研究中的结构与参数辨识等复杂问题,从而在保证模型辨识质量的基础上,也相应提高了模型的适应能力,并通过两种温度误差特性有显著区别的激光陀螺（四频差动激光陀螺和二频机抖激光陀螺）的温度实验数据验证了该模型的正确性和适应性。     

公路桥梁车辆荷载建模方法及疲劳寿命评估

针对公路桥梁车辆荷载概率统计中出现的多峰分布问题,引入赤池信息判别准则(Akaike Information Criterion,AIC)和贝叶斯信息判别准则(Bayesian Information Criterion,BIC),提出了一种高斯混合建模方法(Gaussian Mixture Model,GMM);结合车辆动态称重数据,依据等效疲劳原则,建立了宜泸高速等效疲劳车辆荷载模型。在此基础上,采用Miner疲劳线性累积准则对某简支梁桥进行了疲劳寿命评估。研究结果表明:该高斯建模方法能够精确地描述车辆荷载概率密度分布同时兼顾简洁性;模型加权分量数分别与拟合精度、模型的简洁性呈正相关、负相关;单峰荷载模型作用下桥梁的疲劳寿命(82.0年)小于高精度多峰荷载模型的计算值(89.6年),优化多峰荷载模型与高精度荷载模型作用下,桥梁的疲劳寿命发展曲线吻合较好,误差仅为1.5%;考虑交通增长率为5%时,在优化高斯混合车辆模型作用下,宜泸高速某简支梁桥的疲劳寿命值为89.6年。     

桥梁颤振气动导数在均匀流与紊流作用下的统一辨识理论研究

桥梁断面颤振气动导数的准确识别是桥梁空气动力稳定性研究的基础,一直是桥梁风工程研究领域的前沿课题。基于工况模态分析理论,本文首先导出了紊流条件下桥梁颤振气动导数辨识的完整方法;其次,将上述数据处理方式运用到由均匀流条件引起的自由衰减振动中,得出与紊流情况类似的结果。本文提出的方法能够用同样的辨识原理、同一个数据处理程序统一地对紊流和均匀流下的桥梁气动导数进行辨识;最后,利用数值仿真算例验证上述理论。     

壁湍流相干结构的辨识

本文评价了辨识湍流边界层近壁区域相干结构的条件采样法、自相关函数法、数字滤波法和子波分析法。结果表明：条件采样方法对门限值和平均窗宽等检测参数具有较强的依赖性，可以通过调整这些参数来选择最佳的参数值使得相干结构的误判概率达到最小。自相关函数法不需要任何参数就能够得出确定的结论，因此是一种比较客观的方法。但是，这种方法只能从统计上确定平均猝发周期，并不能实时地辨识相干结构。数字滤波法能够将湍流脉动信号分解为大尺度涡和近似各向同性的小尺度涡两部分，但是如何去掉大尺度信号中的非相干部分是仍然需要解决的问题。子波分析是分解湍流信号辨识湍流相干结构的有效手段，它能够将湍流信号在时域空间和频域空间进行双局部化分解，用能量最大准则确定相干结构对应的时间尺度参数，用子波逆变换提取相干结构对应的速度信号波形     

子矩阵形式的辨识方程及其求解

本文以传递函数作为特征量,建立了结构故障诊断的辨识方程．提出在频域内滑动的最小二乘法求解辨识方程,提高了诊断精度和求解效率．通过具体算例说明上述理论和方法的可靠性及工程实际应用价值．     

加速度计静态模型辨识的一种新方法

文中提出了一种加速度计静态模型辨识的加权最小二乘估计，并对辨识算法的加权阵提出了一种合理的选择方法；在精密光学分度头上对石英挠性摆式加速度计进行了多位置静态翻滚测试，应用提出的新方法较为精确地辨识出加速度计的静态模型     

采用Logistic统计法分析片状铝粉的最小点火能

在1.28LMIKE3管内对不同浓度的片状铝粉-空气混合物进行最小点火能测试;基于统计分析的Logistic回归模型,采用用以概率表示粉尘云最小点火能的计算方法,借助SPSS统计分析软件计算得到各浓度下片状铝粉点火概率随能量的分布曲线。研究结果表明:片状铝粉的最小点火能随浓度的增大先迅速减小后保持在一定的能量范围内,其爆炸敏感度比普通球状铝粉更高;与采用其他方法的计算结果相比,以概率表示特定物质的最小点火能更符合实际情况。     

陶瓷颗粒增强金属基复合材料的细观强度分析

陶瓷颗粒增强金属基复合材料的失效主要有界面脱粘、增强粒子开裂等新的细观结构损伤机制。为了减小这些不足并对细观失效过程有一个清晰的了解,近来人们对金属基复合材料进行了大量研究,在此基础上,本文用细观力学的方法和损伤模型研究了陶瓷颗粒增强金属基复合材料的强度和损伤失效。为了计算方便,陶瓷颗粒简化为在复合材料中随机分布的椭球形粒子,然后以二相胞元模型计算分析了金属基体、颗粒中的应力应变分布情况,结果表明,基体中应力极不均匀,界面区存在应力集中,并计算了界面弧形裂纹扩展时的能量。最后分别提出了基体,颗粒和界面的失效强度准则,本文结果对于颗粒增强金属基复合材料具有普遍的实用性。     

三球面试验方法在加速度计模型辨识中的应用

利用双轴精密离心机能产生不同加速度的特点,研究了在不同加速度半径的球面上选取测试点,应用D-最优准则辨识加速度计数学模型参数的方法,能辨识出加速度计数学模型的全部参数,解决了加速度计在转台上测试时由于信息矩阵降秩而不能辨识出模型全部参数的问题。     

血管支架随机均匀性扩展问题的模型和应用

从力学上提出了随机失稳结构串联扩展的均匀性问题,建立了描述该问题的数学模型,提出了均匀性指标概念和该指标的概率计算公式和方法. 针对两个扩展单元构成的串联结构,详细考察了筋厚度发生随机时对于扩展均匀性指标的影响,得到均匀性指标概率与筋厚度随机范围、载荷和强化系数等的变化关系. 研究发现当总扩展位移一定的情况下,强化系数的改变对于均匀性有重大影响.关键字:血管支架 均匀性 随机 失稳 串联      

非概率可靠指标和可靠度定义的比较研究

首先对几种主要的非概率可靠指标、可靠度进行了整理介绍;然后针对区间和椭球两个基本模型,对非概率可靠指标和可靠度的定义、几何意义以及计算公式进行了系统的比较分析。结果表明:线性情况下,区间可靠指标对结构功能函数具有不唯一性,椭球可靠指标与结构功能函数一一对应。因此,基于均值和离差之比定义的非概率可靠指标不适用于区间模型用来衡量结构的可靠程度。本文还将区间可靠指标与可靠度、椭球可靠指标与可靠度进行了比较,并将非概率可靠度与服从均匀分布、正态分布的概率可靠度以及服从三角形分布的非精确概率可靠度进行了比较,结果表明:区间模型相对于其他模型较为保守,椭球可靠度与概率可靠度和三角形分布下的非精确概率可靠度相接近。     

Contour Dynamics with Non-uniform Background Vorticity

In this paper it is demonstrated how a contour dynamics method can be used to simulate the behaviour of vortices in the presence of non-uniform background vorticity in general, and on the γ-plane in particular. For standard contour dynamics in case of zero, or uniform background vorticity, the initial continuous vorticity distributions of the vortices are replaced by appropriate piecewise-uniform distributions. Then, the evolution of the contours separating the several regions of uniform vorticity, are followed in time. In the case of non-uniform background vorticity, it is necessary to replace the sum of the (relative) vorticity of the vortices and the background vorticity by a piecewise-uniform distribution. This has several consequences for applying the method of contour dynamics, which are discussed in this paper. The resulting method is tested on some numerical examples. One of them is (qualitatively) compared with laboratory experiments carried out in a rotating tank.     

非均布随机参数结构非线性响应的概率密度演化简

首先考察了概率密度演化理论中的点演化和群演化与概率空间剖分的关系. 继而,讨论了点集筛选的基本准则. 在此基础上推广了点集偏差的概念,对非均匀、非正态的一般多维分布,提出了广义F 偏差（GF 偏差）的概念,避免了偏差计算的NP 难解问题. 探索了GF 偏差与EF 偏差的关系. 以GF 偏差最小化为准则,建议了概率空间最优剖分与点集重整的新策略. 结果表明,上述方法能够处理包含多达数10 个随机变量的结构动力响应概率密度演化分析问题. 最后,指出了需要进一步研究的问题.     

非均布随机参数结构非线性响应的概率密度演化

首先考察了概率密度演化理论中的点演化和群演化与概率空间剖分的关系. 继而,讨论了点集筛选的基本准则. 在此基础上推广了点集偏差的概念,对非均匀、非正态的一般多维分布,提出了广义F 偏差（GF 偏差）的概念,避免了偏差计算的NP 难解问题. 探索了GF 偏差与EF 偏差的关系. 以GF 偏差最小化为准则,建议了概率空间最优剖分与点集重整的新策略. 结果表明,上述方法能够处理包含多达数10 个随机变量的结构动力响应概率密度演化分析问题. 最后,指出了需要进一步研究的问题.      

A linear stability approach to vortex-induced vibrations and waves

The motion induced by vortex shedding on slender flexible structures subjected to cross-flow is considered here. This phenomenon of vortex-induced vibration (VIV) is analysed by considering the linear stability of a coupled system that includes the structure dynamics and the wake dynamics. The latter is modelled by a continuum of wake oscillators, distributed along the span of the structure. In the case of uniform flows over a straight tensioned cable, VIV are found to arise as an instability related to the merging of two waves. In the case of a cable of finite length, the selection of modes that experience lock-in with the wake is found using the same stability argument. In non-uniform flows, several unstable wave systems are identified, and competition between them is discussed. Comparison is then made with existing experimental and computational data of VIV of slender structures under uniform and non-uniform flows. Phenomena previously identified in these systems, such as mode switching when the flow velocity is varied, time sharing of the response between two frequencies, or the coexistence of several regions of VIV with different dynamics in the same structure, are discussed with the help of the proposed model.     

钢筋混凝土圆形截面非均匀配筋的图算法

圆形截面是工程中常使用的截面形式之一,但圆形截面的配筋计算较为困难,存在双重非线性(材料和截面宽度变化的非线性),《混凝土结构设计规范》给出了计算均匀配筋的超越方程组,且须迭代求解,无法手算.另外,一些圆形截面构件(如桥墩、桩基的预制桩和灌注桩等)的截面尺寸大,构件长,钢筋用量大,若采用均匀布置的配筋方式,中性轴附近的...     

概率密度演化方程TVD格式的自适应时间步长技术及其初值条件改进

随机性普遍存在于实际工程问题中,而复杂结构的非线性随机响应分析是其中的一个难点,近年发展的概率密度演化方法为此类问题的求解提供了新的途径.由于实际问题的复杂性,概率密度演化方程通常采用数值方法求解,因此提高计算效率和求解精度对实际应用具有重要意义.本文基于变网格技术,推导了概率密度演化方程在非均匀时间步长上的总变差减小(total variation diminishing,TVD)差分格式,算例结果表明通过自适应插值可将迭代次数减少为原来的43.4%,当随机过程样本持续时间增大时均值估计的平均误差基本不变,而标准差估计的平均误差不断增大,但增大幅度不断减小;计算耗时随样本持续时间的增大也呈增大趋势,而由于使用了时间步长自适应插值算法导致有些情况下长持时样本的计算耗时反而比短持时样本的计算耗时短;在传统的脉冲函数型初值条件基础上,提出了一种高阶导数更稳定的余弦函数型初值条件形式.结果表明,脉冲函数型的初值条件是余弦函数型初值条件的一个特例,当参数取值适当时,余弦函数型初值条件的数值求解结果具有更高的精度.本文的工作进一步完善了概率密度演化方程的求解方法,为其在实际工程中的应用提供了基础.      

Multi-mode parametric excitation of a simply supported plate under time-varying and non-uniform edge loading

In this study, multi-mode parametric excitation of a simply supported plate under time-varying and non-uniform edge loading is modeled and the solution is found. Equations for multi-mode parametric excitation of a simply supported plate are derived using stress distributions within the plate as well as on the edges, considering both the effects of non-uniform edge loading and the non-linearity caused by the large deflection. The multi-mode equations are coupled by first-order linear terms, even in the case of simply supported boundary conditions, due to the non-uniform edge loading. The perturbation solutions of two-mode parametric excitation are examined by the method of multiple scales. For the edge loading, which consists of a uniform term as well as a non-uniform one, equations could be coupled or de-coupled by parametric excitation terms, and the numbers and values of the resonance frequencies of the parametric excitations could also differ, depending on whether the non-uniform term of the edge loading is time-varying or not. In addition to the resonant frequencies of the case when only the uniform term of the edge loading is time-varying, there are additional combination resonances at the vicinity of the sum of two natural frequencies of each mode when the non-uniform term of the non-uniform edge loading is time-varying.     

由基模态构造任意支撑杆的多项式型轴向刚度

给出了当杆的横截面积均匀而材料线密度为已知多项式时，由基模态构造任意支撑方式下杆的多项式型的轴向刚度系致的方法，证明了所得轴向刚度的正值性．