检索结果-南通市图书馆

经验知识监督的RC墩柱力学性能神经网络分析方法

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工程科学与技术 2024年第1期56卷 35-43页

作者：刘振亮李素超赵存宝石家庄铁道大学安全工程与应急管理学院河北石家庄050043 河北省大型结构健康诊断与控制重点实验室河北石家庄050043 哈尔滨工业大学(威海)土木工程系山东威海264209

基于试验或数值模拟的单一墩柱力学性能分析方法难以兼顾计算精度和效率,纯数据驱动的分析方法存在可解释性差和对数据依赖性强等问题。为此,本文通过研究钢筋混凝土(RC)墩柱力学性能试验数据、经验知识和机器学习的融合机制,提出了经... 详细信息

基于试验或数值模拟的单一墩柱力学性能分析方法难以兼顾计算精度和效率,纯数据驱动的分析方法存在可解释性差和对数据依赖性强等问题。为此,本文通过研究钢筋混凝土(RC)墩柱力学性能试验数据、经验知识和机器学习的融合机制,提出了经验知识监督的RC墩柱力学性能神经网络(knowledge-guided neural network,KGNN)分析方法。首先,建立了包含761组RC墩柱拟静力试验样本的数据库;随后,基于经验知识分析了RC墩柱主要特征对其力学性能的影响规律,构建了相应的数学表征方法;最后,将RC墩柱试验数据及经验知识融入人工神经网络架构和训练过程,建立了高精度、可解释、可通用且不依赖大量训练数据的RC墩柱力学性能KGNN分析模型。本文提出的KGNN分析方法与纯数据驱动神经网络(BPNN)的结果对比表明:BPNN在测试集上表现更好,在分析墩柱承载力时均方根误差(E)和拟合系数(R^(2))分别为0.070和0.978,KGNN模型的E和R^(2)分别为0.108和0.942;但由于BPNN所预测的墩柱特征对承载力的影响规律与经验知识并不吻合,即未能准确反映墩柱特征与其力学性能间的关系,BPNN模型发生了过拟合;而KGNN方法不仅可以快速准确获得RC墩柱力学性能,且预测规律与经验知识吻合较好,具有更高的可靠性和实用性。因此,融合试验数据与经验知识的神经网络有望成为一种新的RC结构力学性能分析方法。

关键词：钢筋混凝土墩柱数物融合的神经网络经验知识力学性能试验数据库

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地震及次生突发灾害下公路桥梁网络韧性评估

中国安全科学学报 2022年第8期32卷 176-184页

作者：刘振亮苑溦李素超石家庄铁道大学安全工程与应急管理学院河北石家庄050043 河北省大型结构健康诊断与控制实验室河北石家庄050043 哈尔滨工业大学土木工程学院结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 江苏开放大学建筑工程学院江苏南京210036 哈尔滨工业大学(威海)土木工程系山东威海264209

为明确地震作用和地震引发的次生突发灾害(EISE)对公路桥梁网络韧性的影响,首先,提出综合考虑区域地震危险性、EISE特性、桥梁易损性和交通流特性等因素的公路桥梁网络韧性分析方法;然后,分析EISE的响应机制,建立EISE对公路桥梁网络影... 详细信息

为明确地震作用和地震引发的次生突发灾害(EISE)对公路桥梁网络韧性的影响,首先,提出综合考虑区域地震危险性、EISE特性、桥梁易损性和交通流特性等因素的公路桥梁网络韧性分析方法;然后,分析EISE的响应机制,建立EISE对公路桥梁网络影响的模型,并发展地震及EISE作用下公路桥梁网络功能状态分析方法;最后,建立公路桥梁网络应对地震及EISE韧性评估指标,通过美国旧金山部分公路桥梁网络在地震及EISE作用下的韧性评估算例,验证该方法的实用性和有效性。结果表明:与单体桥梁相比,桥梁网络性能受地震动和EISE的相互作用,不仅受地震强度的影响,还受到地震位置的影响。所提方法能够合理评估桥梁网络应对地震EISE韧性。

关键词：地震地震引发的次生突发灾害(EISE) 公路桥梁网络韧性评估地震易损性

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形状记忆合金橡胶层状力学模型研究

建筑结构学报 2016年第9期37卷 149-157页

作者：李素超郭安薪王文韬毛晨曦李惠哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

形状记忆合金橡胶是一种具有复杂多孔结构的隔振和减振阻尼材料,根据其微观结构进行层状分解,结合试块压缩刚度非线性特征得到其力学本构模型。通过引入微曲梁接触对单元,建立模型物理量与材料细观及工艺参数之间的关系,得到形状记忆合... 详细信息

形状记忆合金橡胶是一种具有复杂多孔结构的隔振和减振阻尼材料,根据其微观结构进行层状分解,结合试块压缩刚度非线性特征得到其力学本构模型。通过引入微曲梁接触对单元,建立模型物理量与材料细观及工艺参数之间的关系,得到形状记忆合金橡胶基本单元的接触刚度;由试件非线性刚度分析得到加载、卸载过程中材料内部微曲梁接触点数量的变化,进而建立形状记忆合金橡胶层状压缩本构模型。结果表明:该模型可以考虑形状记忆合金橡胶的材料参数、加工工艺参数以及加、卸载过程中静摩擦力和滑动摩擦力的影响,更接近形状记忆合金橡胶内部微弹簧线匝的受力状态;参数分析结果表明,形状记忆合金橡胶的弹性模量随着名义密度、形状记忆合金丝直径和摩擦系数的增大而提高。

关键词：形状记忆合金橡胶微曲梁接触对单元层状本构模型参数分析

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三向隔震不锈钢丝金属橡胶力学性能试验研究

世界地震工程 2010年第4期26卷 66-72页

作者：毛晨曦赵亚哥白李素超李惠中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 东北林业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150040 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

为开发金属橡胶三向隔震器,文中针对不同成型密度的不锈钢丝金属橡胶试件,分别在拟静力、动力荷载作用下进行压缩和剪切性能试验,测试试件成型密度、加载幅值、循环加载次数、动力加载频率等因素对金属橡胶材料压缩和剪切滞变性能的影... 详细信息

为开发金属橡胶三向隔震器,文中针对不同成型密度的不锈钢丝金属橡胶试件,分别在拟静力、动力荷载作用下进行压缩和剪切性能试验,测试试件成型密度、加载幅值、循环加载次数、动力加载频率等因素对金属橡胶材料压缩和剪切滞变性能的影响规律,分析研究各试件的力学性能和阻尼性能。研究结果表明,金属橡胶材料承受压缩和剪切变形时均具有良好的变形能力(压缩荷载下可回复变形达40%,剪切荷载下可回复变形达80%),其滞变耗能能力随着试件成型密度的增大而增大;加载频率和加载次数对金属橡胶压缩和剪切滞变性能几乎没有影响;压缩荷载下试件的割线模量大于剪切荷载下的割线模量,但压缩变形时的等效阻尼比小于剪切变形下的等效阻尼比。

关键词：金属橡胶三向隔震器压缩剪切滞变性能

考虑近场脉冲主余震地震动影响的结构延性系数特性研究

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地震研究 2019年第4期42卷 601-607,I0004页

作者：卢智成温卫平李圣李素超张谦中国电力科学研究院有限公司北京102401 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学(威海)土木工程系山东威海264209

研究了近场脉冲主余震地震动的延性系数特性,通过修正随机组合构建方法构造了大量近场脉冲主余震地震动,然后通过标准化周期来降低延性系数的离散性,最后分析了平均延性系数特性和余震的影响。结果表明:采用标准化周期能显著降低延性系... 详细信息

研究了近场脉冲主余震地震动的延性系数特性,通过修正随机组合构建方法构造了大量近场脉冲主余震地震动,然后通过标准化周期来降低延性系数的离散性,最后分析了平均延性系数特性和余震的影响。结果表明:采用标准化周期能显著降低延性系数的离散性,降低幅度最大可达60%,但随着余震强度的增大,标准化周期对延性系数离散性的影响逐渐减弱。在短周期段内,延性系数随着标准化周期的增大急剧减小,直至在标准化周期等于1.0附近达到最小值,采用标准化周期可以观察到近场脉冲主余震地震动的等位移现象。强余震对延性系数的影响可超过20%并达到30%,余震对非退化模型的影响大于退化模型。

关键词：近场脉冲主余震延性系数离散性

基于统计接触特性的金属橡胶支座剪切本构关系

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工业建筑 2021年第11期51卷 25-30页

作者：王辰宇彭文昊李素超方庆贺哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室哈尔滨150090 哈尔滨工业大学(威海)土木工程系山东威海264209

根据金属橡胶材料内部构造特点和力学性能,将金属橡胶剪切力学模型分解为线性回复力、库仑摩擦力和非线性迟滞力三部分。首先通过对金属橡胶进行层状分解计算得到金属橡胶单一接触对的剪切刚度,结合内部线匝有效接触对数量随剪切变形过... 详细信息

根据金属橡胶材料内部构造特点和力学性能,将金属橡胶剪切力学模型分解为线性回复力、库仑摩擦力和非线性迟滞力三部分。首先通过对金属橡胶进行层状分解计算得到金属橡胶单一接触对的剪切刚度,结合内部线匝有效接触对数量随剪切变形过程的统计规律,进而得到各力学组成部分的表达式并建立金属橡胶层状剪切本构模型,最后通过金属橡胶支座的剪切试验验证该本构模型的准确性。研究表明:在剪切变形过程中,金属橡胶接触对存在接触分离过程,接触点数量基本保持不变;无预加压缩荷载时,金属橡胶层状剪切本构模型与试验结果吻合良好,具有较高的准确性和精度,可以辅助金属橡胶层状微观分析。

关键词：金属橡胶层状分解剪切本构预压缩荷载剪切性能

基于金属橡胶垫和弹簧的变压器竖向隔震振动台试验研究

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工业建筑 2021年第11期51卷 7-12页

作者：王志远胡祖俊李圣李素超刘振亮哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室哈尔滨150090 哈尔滨工业大学(威海)土木工程系山东威海264209 中国电力科学研究院有限公司北京100055 盐城幼儿师范高等专科学校建筑工程学院江苏盐城224005

基于金属橡胶垫和弹簧元件提出一种新型竖向隔震装置。对金属橡胶垫进行变幅值循环压缩试验,研究丝径、名义密度、预压荷载工况下的力学性能和稳定性;对采用新型竖向隔震装置的变压器缩尺模型进行竖向隔震振动台试验,研究隔震体系的动... 详细信息

基于金属橡胶垫和弹簧元件提出一种新型竖向隔震装置。对金属橡胶垫进行变幅值循环压缩试验,研究丝径、名义密度、预压荷载工况下的力学性能和稳定性;对采用新型竖向隔震装置的变压器缩尺模型进行竖向隔震振动台试验,研究隔震体系的动力特性以及单向和双向输入下各测点处的竖向加速度响应。研究表明:金属橡胶垫在预压荷载下的力学性能稳定;基于金属橡胶垫和弹簧的竖向隔震装置可以有效降低结构自振频率并减小地震能量输入,隔震效率随输入地震动幅值的增加而提高。

关键词：金属橡胶垫主变类设备竖向隔震振动台试验

考虑地震攻角的曲线梁桥易损性及通行能力评估

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交通科技与经济 2023年第4期25卷 44-52页

作者：郑妍李素超徐颢黑龙江工程学院计算机科学与技术学院哈尔滨150050 哈尔滨工业大学(威海)海洋工程学院山东威海264209

为探究地震攻角对曲线梁桥地震易损性的影响,采用曲线梁桥参数化建模方法建立有限元模型,通过增量动力时程分析和概率地震需求分析生成桥梁-地震动样本对训练集、验证集和测试集。基于反向传播神经网络(BPNN)、宽界限法和串并联概率理... 详细信息

为探究地震攻角对曲线梁桥地震易损性的影响,采用曲线梁桥参数化建模方法建立有限元模型,通过增量动力时程分析和概率地震需求分析生成桥梁-地震动样本对训练集、验证集和测试集。基于反向传播神经网络(BPNN)、宽界限法和串并联概率理论建立曲线梁桥构件—单体—网络三个层次的地震易损性快速计算和评估模型,对比分析地震攻角对曲线梁桥的易损性影响规律,并对区域桥梁网络震后通行能力进行快速评估。结果表明,地震攻角对曲线梁桥的动力响应、地震易损性影响明显,忽略地震攻角影响可能会对交通网络的震后通行能力评估带来较大误差。

关键词：桥梁工程地震易损性地震攻角人工神经网络通行能力

形状记忆合金橡胶支座剪切性能及自恢复特性研究

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工业建筑 2021年第11期51卷 1-6,18页

作者：袁泽森刘振亮李素超王志远哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室哈尔滨150090 哈尔滨工业大学(威海)土木工程系山东威海264209

对两类工艺(Ⅰ、Ⅱ类)制备的自复位形状记忆合金橡胶支座进行循环剪切试验,系统研究其在不同加载频率、加载幅值、加工工艺及预加压缩荷载工况下的剪切性能,并对产生残余应变的形状记忆合金橡胶支座进行升温自恢复及力学性能试验。研究... 详细信息

对两类工艺(Ⅰ、Ⅱ类)制备的自复位形状记忆合金橡胶支座进行循环剪切试验,系统研究其在不同加载频率、加载幅值、加工工艺及预加压缩荷载工况下的剪切性能,并对产生残余应变的形状记忆合金橡胶支座进行升温自恢复及力学性能试验。研究结果表明:两类形状记忆合金橡胶隔震支座的剪切性能稳定,等效阻尼比随剪切幅值的增大而提高;通过预加压缩荷载可以大幅提高形状记忆合金橡胶隔震支座的剪切刚度和耗能能力。两类试件都能通过升温消除残余应变,其中Ⅱ类试件与升温前的力学性能稳定,具备很好的重复性。

关键词：形状记忆合金橡胶隔震支座剪切性能升温自恢复:预加压缩荷载