基于ARX辨识模型的钢绞线张力识别研究
发布时间：2021-07-31 15:20
预应力钢绞线广泛应用于土木工程建筑物中,更是大跨度桥梁中最重要的受力构件,如梁桥内的预应力主筋、拱桥吊杆及斜拉桥拉索等。钢绞线长期处于高应力状态,对环境侵蚀及结构徐变非常敏感,经常会出现实际保有应力值下降,从而衍生结构开裂、下挠等病害,降低大跨度结构的承载能力和耐久性。通常,钢绞线由于其防腐蚀需要而处于层层保护之中,外面包裹有混凝土或者高密度聚乙烯护套,在其防腐性能提高的同时也增大了钢绞线日常检测与监测的难度。在役结构钢绞线应力检测评估一直是土木工程领域面临的技术难题,相对成熟的钢绞线应力测试技术聚焦于应力增量的检测且需在早期预埋,无法满足大量在役预应力及索结构的应用需求。本文基于ARX系统辨识方法建立了超声导波在钢绞线中的导波传播模型,并提取到不同张力状态下的导波传播模型系数建立钢绞线张力识别指标,为超声导波在钢绞线中的传播特性研究提供一种有效方法,也为超声导波在钢绞线张力检测中的应用提供重要的理论支撑。首先通过不同张力条件下钢绞线导波传播实验,将钢绞线中导波传播过程假定为独立系统;然后再通过建立辨识系统模型参数随钢绞线张力变化规律,构建出具有更高敏感性的张力识别指标;最后,讨论了传...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
四川宜宾南门大桥
31图3-1钢绞线几何模型为精确的捕捉到波动效应，每个波长应有8个计算节点[70]，即)8(1min=≤Δnnlλ。文中主要考虑最大频率为500kHz的频率成分，则mmfclT92.050000076.3222718maxmin=×=×=≤Δλ。为更好地模拟钢丝间的接触，其接触区域的网格应进一步加密。因此，文中钢绞线沿轴向的单元尺寸为1mm（略大于0.92mm），接触区域的单元尺寸最小为0.1mm。网格划分后，该模型一共由1,745,623个8节点六面体单元组成，网格划分如图3-2所示。除了网格尺寸外，时间积分步长是另一个控制有限元计算精度的重要因素。结构的响应可看成是各阶模态的组合，最小积分步长应能够进行结构响应模态组合中最高阶模态的求解。有限元求解瞬态动力学问题，时间积分步长一般要求小于最高频率的1/20，且应同时满足计算稳定性的要求，采用全自动时间积分步长。图3-2钢绞线有限元模型网格划分钢绞线中钢丝间的法向接触采用“硬”接触，切向接触采用摩擦系数为0.6的
31图3-1钢绞线几何模型为精确的捕捉到波动效应，每个波长应有8个计算节点[70]，即)8(1min=≤Δnnlλ。文中主要考虑最大频率为500kHz的频率成分，则mmfclT92.050000076.3222718maxmin=×=×=≤Δλ。为更好地模拟钢丝间的接触，其接触区域的网格应进一步加密。因此，文中钢绞线沿轴向的单元尺寸为1mm（略大于0.92mm），接触区域的单元尺寸最小为0.1mm。网格划分后，该模型一共由1,745,623个8节点六面体单元组成，网格划分如图3-2所示。除了网格尺寸外，时间积分步长是另一个控制有限元计算精度的重要因素。结构的响应可看成是各阶模态的组合，最小积分步长应能够进行结构响应模态组合中最高阶模态的求解。有限元求解瞬态动力学问题，时间积分步长一般要求小于最高频率的1/20，且应同时满足计算稳定性的要求，采用全自动时间积分步长。图3-2钢绞线有限元模型网格划分钢绞线中钢丝间的法向接触采用“硬”接触，切向接触采用摩擦系数为0.6的
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于导波能量谱的钢绞线腐蚀损伤识别研究[J]. 钱骥,陈鑫,蒋永,姚国文. 振动与冲击. 2018(20)
[2]混凝土内部钢筋锈蚀的磁记忆检测[J]. 杨茂,周建庭,张洪,廖棱,赵瑞强. 建筑材料学报. 2018(02)
[3]基于纵向模态超声导波陷频特性的钢绞线拉力测量新方法[J]. 吴斌,张瑞芳,刘秀成,曹海洋,韩强,何存富. 机械工程学报. 2016(12)
[4]基于RBF-ARX模型的短期电力负荷预测[J]. 侯海良,孙妙平,蔡斌军. 河海大学学报(自然科学版). 2015(03)
[5]基于全向型S0模态磁致伸缩传感器的无参考缺陷成像方法研究[J]. 刘增华,樊军伟,何存富,吴斌. 机械工程学报. 2015(10)
[6]基于实测数据的发电机调速系统参数辨识方法[J]. 孙闻,孔祥玉,张科,张芳,杨群. 电力系统及其自动化学报. 2014(03)
[7]复合材料层压板钻孔分层激光超声检测方法[J]. 周正干,孙广开,李征,陈秀成. 机械工程学报. 2013(22)
[8]基于汽轮发电机组的调速系统参数辨识[J]. 霍本茂. 通信电源技术. 2013(04)
[9]基于时间序列分析与高阶统计矩的结构损伤检测[J]. 朱军华,余岭. 东南大学学报(自然科学版). 2012(01)
[10]基于ARX模型的飞机尾翼压电结构系统辨识研究[J]. 段丽玮,吴志华,徐志伟. 压电与声光. 2008(06)
博士论文
[1]水轮发电机及其调速系统的参数辨识方法与控制策略研究[D]. 寇攀高.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]基于时间序列分析的塔机结构健康诊断研究[D]. 田艳.山东建筑大学 2014
[2]基于MATLAB的水轮机调节系统辨识与参数优化[D]. 薛长奎.华中科技大学 2012
[3]基于条件异方差时间序列模型的结构损伤识别[D]. 陈柳洁.暨南大学 2011
[4]自行车机器人系统辨识及MATLAB仿真[D]. 姚巍.北京邮电大学 2008
[5]基于实测数据的系统辨识及实验研究[D]. 高素军.哈尔滨工业大学 2006
[6]汽轮机调速系统试验与模型参数辨识研究[D]. 李阳海.华中科技大学 2006
[7]大跨中承式拱桥短吊杆结构行为研究[D]. 孔庆凯.西南交通大学 2003
本文编号：3313706
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
四川宜宾南门大桥
31图3-1钢绞线几何模型为精确的捕捉到波动效应，每个波长应有8个计算节点[70]，即)8(1min=≤Δnnlλ。文中主要考虑最大频率为500kHz的频率成分，则mmfclT92.050000076.3222718maxmin=×=×=≤Δλ。为更好地模拟钢丝间的接触，其接触区域的网格应进一步加密。因此，文中钢绞线沿轴向的单元尺寸为1mm（略大于0.92mm），接触区域的单元尺寸最小为0.1mm。网格划分后，该模型一共由1,745,623个8节点六面体单元组成，网格划分如图3-2所示。除了网格尺寸外，时间积分步长是另一个控制有限元计算精度的重要因素。结构的响应可看成是各阶模态的组合，最小积分步长应能够进行结构响应模态组合中最高阶模态的求解。有限元求解瞬态动力学问题，时间积分步长一般要求小于最高频率的1/20，且应同时满足计算稳定性的要求，采用全自动时间积分步长。图3-2钢绞线有限元模型网格划分钢绞线中钢丝间的法向接触采用“硬”接触，切向接触采用摩擦系数为0.6的
31图3-1钢绞线几何模型为精确的捕捉到波动效应，每个波长应有8个计算节点[70]，即)8(1min=≤Δnnlλ。文中主要考虑最大频率为500kHz的频率成分，则mmfclT92.050000076.3222718maxmin=×=×=≤Δλ。为更好地模拟钢丝间的接触，其接触区域的网格应进一步加密。因此，文中钢绞线沿轴向的单元尺寸为1mm（略大于0.92mm），接触区域的单元尺寸最小为0.1mm。网格划分后，该模型一共由1,745,623个8节点六面体单元组成，网格划分如图3-2所示。除了网格尺寸外，时间积分步长是另一个控制有限元计算精度的重要因素。结构的响应可看成是各阶模态的组合，最小积分步长应能够进行结构响应模态组合中最高阶模态的求解。有限元求解瞬态动力学问题，时间积分步长一般要求小于最高频率的1/20，且应同时满足计算稳定性的要求，采用全自动时间积分步长。图3-2钢绞线有限元模型网格划分钢绞线中钢丝间的法向接触采用“硬”接触，切向接触采用摩擦系数为0.6的
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于导波能量谱的钢绞线腐蚀损伤识别研究[J]. 钱骥,陈鑫,蒋永,姚国文. 振动与冲击. 2018(20)
[2]混凝土内部钢筋锈蚀的磁记忆检测[J]. 杨茂,周建庭,张洪,廖棱,赵瑞强. 建筑材料学报. 2018(02)
[3]基于纵向模态超声导波陷频特性的钢绞线拉力测量新方法[J]. 吴斌,张瑞芳,刘秀成,曹海洋,韩强,何存富. 机械工程学报. 2016(12)
[4]基于RBF-ARX模型的短期电力负荷预测[J]. 侯海良,孙妙平,蔡斌军. 河海大学学报(自然科学版). 2015(03)
[5]基于全向型S0模态磁致伸缩传感器的无参考缺陷成像方法研究[J]. 刘增华,樊军伟,何存富,吴斌. 机械工程学报. 2015(10)
[6]基于实测数据的发电机调速系统参数辨识方法[J]. 孙闻,孔祥玉,张科,张芳,杨群. 电力系统及其自动化学报. 2014(03)
[7]复合材料层压板钻孔分层激光超声检测方法[J]. 周正干,孙广开,李征,陈秀成. 机械工程学报. 2013(22)
[8]基于汽轮发电机组的调速系统参数辨识[J]. 霍本茂. 通信电源技术. 2013(04)
[9]基于时间序列分析与高阶统计矩的结构损伤检测[J]. 朱军华,余岭. 东南大学学报(自然科学版). 2012(01)
[10]基于ARX模型的飞机尾翼压电结构系统辨识研究[J]. 段丽玮,吴志华,徐志伟. 压电与声光. 2008(06)
博士论文
[1]水轮发电机及其调速系统的参数辨识方法与控制策略研究[D]. 寇攀高.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]基于时间序列分析的塔机结构健康诊断研究[D]. 田艳.山东建筑大学 2014
[2]基于MATLAB的水轮机调节系统辨识与参数优化[D]. 薛长奎.华中科技大学 2012
[3]基于条件异方差时间序列模型的结构损伤识别[D]. 陈柳洁.暨南大学 2011
[4]自行车机器人系统辨识及MATLAB仿真[D]. 姚巍.北京邮电大学 2008
[5]基于实测数据的系统辨识及实验研究[D]. 高素军.哈尔滨工业大学 2006
[6]汽轮机调速系统试验与模型参数辨识研究[D]. 李阳海.华中科技大学 2006
[7]大跨中承式拱桥短吊杆结构行为研究[D]. 孔庆凯.西南交通大学 2003
本文编号：3313706
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