基于改进同步挤压小波变换的时变结构参数识别与损伤识别研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51608122
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0805.工程材料
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Bridges often suffer damages when they are subjected to working loads,extreme loads and environmental factors. As a result, Bridges in service belong to time-varying and nonlinear structural systems and their response signals are non-stationary. This research starts with response signal processing of time-varying structures by considering the characters of bridges and their ambient environment. Then the improved synchrosqueezing wavelet transform is employed to process non-stationary signals for the purpose of identifying the instantaneous character parameters and furthering research on theory, algorithm and computer implement by the way of theoretical innovation, numerical simulation as well as test verification. The focus of this study is the selecting of wavelet parent functions and wavelet parameters, wavelet ridge extraction, signal reconstruction, the presentation of time-varying damage index and so on. As a result,a new instantaneous characteristic parameter identification method is proposed, which reflects the time-varying property and nonlinearity. Furthermore, new time-varying damage indexes are presented to track the evolution of structural damage based on parameter identification results. Actually, this research seeks to make some progress in the field of time-varying parameter identification and damage detection. Meanwhile, it can provides the basis for the study of bridge disaster mechanism, health monitoring and safety evaluation. Therefore, it is of great importance in theory and engineering to further study parameter identification and damage detection of time-varying structures.
服役期内的桥梁结构在工作荷载、极端荷载和外部环境等因素作用下将不可避免地出现损伤,本质上属于时变和非线性结构系统,结构响应呈现非平稳特性。本项目紧密结合桥梁结构和所服役环境的特点,以时变结构的工作振动响应处理为出发点,采用具有处理非平稳信号功能的改进同步挤压小波变换算法,以识别时变结构的瞬时特征参数为突破口,从理论、数值模拟和试验验证三个方面,对时变结构参数识别与损伤识别理论、算法和计算机实现进行深入研究。重点解决瞬时特征参数识别技术中小波基函数及小波参数选取、脊线提取、分量信号重构以及时变损伤指数构建等相关问题;提出能够反映结构时变特性的瞬时特征参数识别技术。同时在参数识别的基础上,提出新的时变损伤指数来追踪结构的损伤演化趋势。本项目旨在桥梁结构时变参数识别与损伤识别方法上取得进展,为更好的研究重大桥梁灾变机理、健康监测和安全评估提供基础和依据,具有较大的理论意义和工程实用价值。

结项摘要

服役期内的桥梁结构在工作荷载、极端荷载和外部环境等因素作用下将不可避免地出现损伤,本质上属于时变和非线性结构系统,结构响应呈现非平稳特性。本项目紧密结合桥梁结构和所服役环境的特点,以时变结构的工作振动响应处理为出发点,采用具有处理非平稳信号功能的改进同步挤压小波变换算法,以识别时变结构的瞬时特征参数为突破口,从理论、数值模拟和试验验证三个方面,对时变结构参数识别与损伤识别理论、算法和计算机实现进行深入研究。重点解决瞬时特征参数识别技术中小波基函数及小波参数选取、脊线提取、分量信号重构以及时变损伤指数构建等相关问题;提出能够反映结构时变特性的瞬时特征参数识别技术。同时在参数识别的基础上,提出新的时变损伤指数来追踪结构的损伤演化趋势。本项目旨在桥梁结构时变参数识别与损伤识别方法上取得进展,为更好的研究重大桥梁灾变机理、健康监测和安全评估提供基础和依据,具有较大的理论意义和工程实用价值。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Time-frequency signal processing for integrity assessment and damage localization of concrete piles
用于混凝土桩完整性评估和损伤定位的时频信号处理
  • DOI:
    10.1142/s0219455420500200
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    International Journal of Structural Stability and Dynamics
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Jingliang Liu;Si-Fan Wang;Jin-Yang Zheng;Chia-Ming Chang;Xiao-Jun Wei;Wei-Xin Ren
  • 通讯作者:
    Wei-Xin Ren
A combined method for instantaneous frequency identification in low frequency structures
低频结构瞬时频率识别的组合方法
  • DOI:
    10.1016/j.engstruct.2019.05.057
  • 发表时间:
    2019-09-01
  • 期刊:
    ENGINEERING STRUCTURES
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Liu, Jingliang;Zheng, Jinyang;Laory, Irwanda
  • 通讯作者:
    Laory, Irwanda
基于同步挤压小波变换的时变结构损伤识别方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘景良;任伟新;黄文金;黄志伟;许旭堂
  • 通讯作者:
    许旭堂
A new instantaneous frequency extraction method for nonstationary response signals in civil engineering structures
土木工程结构非平稳响应信号瞬时频率提取新方法
  • DOI:
    10.1177/1461348418790534
  • 发表时间:
    2018-12-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF LOW FREQUENCY NOISE VIBRATION AND ACTIVE CONTROL
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Liu, Jing-Liang;Zheng, Jin-Yang;Luo, Yong-Peng
  • 通讯作者:
    Luo, Yong-Peng
移动荷载作用下时变简支钢桥结构损伤识别方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    振动、测试与诊断
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘景良;高源;廖飞宇;骆勇鹏;郑文婷
  • 通讯作者:
    郑文婷

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其他文献

基于有限测试数据的结构响应不确定性量化分析
  • DOI:
    10.19713/j.cnki.43-1423/u.2018.12.026
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    铁道科学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    骆勇鹏;黄方林;刘景良;鲁四平;许旭堂
  • 通讯作者:
    许旭堂
Automatic modal parameters identification and uncertainty quantification based on block-bootstrap and multi-stage clustering under ambient excitation
环境激励下基于块自举和多级聚类的自动模态参数识别和不确定性量化
  • DOI:
    10.1177/14613484211051844
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    Journal of Low Frequency Noise, Vibration & Active Control
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    骆勇鹏;刘远贵;韩建平;刘景良
  • 通讯作者:
    刘景良
降雨入渗影响下边坡中的非饱和渗流特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    地球科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许旭堂;简文彬;吴能森;徐祥;刘景良
  • 通讯作者:
    刘景良
基于同步挤压小波变换的结构瞬时频率识别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘景良;任伟新;王佐才;胡异丁
  • 通讯作者:
    胡异丁
基于一维卷积神经网络的结构损伤识别
  • DOI:
    10.13197/j.eeev.2021.04.145.luoyp.015
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    地震工程与工程振动
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    骆勇鹏;王林堃;廖飞宇;刘景良
  • 通讯作者:
    刘景良

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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