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减基法在轨道-隧道-土体系统谐响应分析中的应用

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1231-1240页

作者：王森辛涛王朋松杨燚戴传青滕明利北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京市轨道工程重点实验室北京100044 智慧高铁系统前沿科学中心北京100044

为了提高轨道交通环境振动预测效率,提出基于减基法原理的轨道-隧道-土体系统谐响应分析方法,即将减基法应用到轨道-隧道-土体系统的谐响应分析中。结合有限元方法和理论解析方法,在既有计算频率样本的基础上,实现原求解域内系统频响函... 详细信息

为了提高轨道交通环境振动预测效率,提出基于减基法原理的轨道-隧道-土体系统谐响应分析方法,即将减基法应用到轨道-隧道-土体系统的谐响应分析中。结合有限元方法和理论解析方法,在既有计算频率样本的基础上,实现原求解域内系统频响函数的重采样计算。将本文方法与有限元方法和线性插值方法进行对比分析。研究结果表明:在不同规模模型条件下,所提出方法的计算误差要明显低于线性插值方法的计算误差。同时,相比于有限元求解方法,本文方法能够在不同线程条件下均保持较高的计算精度和效率;且随着模型规模增大,本文方法相比有限元法的加速比不断提高,最大加速比可以超过2000。

关键词：轨道交通环境振动振动预测传递函数减基法

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基于改进的SENet航空发动机振动预测

航空动力学报 2022年第12期37卷 2807-2817页

作者：夏存江詹于游中国民用航空飞行学院航空工程学院四川广汉618307

为实时监测和预警航空发动机振动状态,基于气路及振动参数,提出一种使用改进的SENet(squeeze-and-excitation network)模型,对航空发动机近未来的振动进行预测。该研究相比以往采用的实验室模拟数据和仿真数据,使用了真实的QAR(quick ac... 详细信息

为实时监测和预警航空发动机振动状态,基于气路及振动参数,提出一种使用改进的SENet(squeeze-and-excitation network)模型,对航空发动机近未来的振动进行预测。该研究相比以往采用的实验室模拟数据和仿真数据,使用了真实的QAR(quick access recorder)数据并进行随机采样,以求更能表征发动机振动和工作参数之间的关系。同时,不仅使用其他振动信号进行验证,还在其他型号的发动机上进行测试。结果表明:针对航空发动机的振动进行预测是可行的,SENet模型可以有效并实时追踪振动的突变和波动。此外,该方法对于其他振动信号和不同类型的发动机具有一定的适用性。而且相较于以往采用的其他经典的深度模型,SENet模型在振动的预测中能得到更小的误差。实验证明,相较于以往只使用振动这个单参数进行预测,并行使用与振动相关的多参数融合进行研究更能提高预测的准确性。

关键词：振动预测数据驱动卷积神经网络注意力机制多参数融合

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古建筑抗震与防振技术研究现状及展望

自然灾害学报 2024年第2期33卷 1-17页

作者：王龙郑建国钱春宇张凯李欢机械工业勘察设计研究院有限公司陕西西安710021 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安交通大学人居环境与建筑工程学院陕西西安710049

古建筑是历史文化的载体,具有重要的历史、文化和科学价值。为防止强地震和工业振源振动对古建筑结构造成危害,首先以木结构古建筑和砖石结构古建筑为研究对象,在分析其关键节点、构件和整体结构震害特点的基础上,系统总结了目前不同古... 详细信息

古建筑是历史文化的载体,具有重要的历史、文化和科学价值。为防止强地震和工业振源振动对古建筑结构造成危害,首先以木结构古建筑和砖石结构古建筑为研究对象,在分析其关键节点、构件和整体结构震害特点的基础上,系统总结了目前不同古建筑常用的抗震性能提升技术;随后对国内外古建筑振动评价指标和标准进行了深入探讨,详细介绍了古建筑常用振动响应预测方法发展历程和精确预测技术,以多处工程实例为基础凝练了多道防线振动控制技术;最后在综合分析各研究方法和研究内容的基础上,指出了我国在古建筑抗震与防振研究领域中仍然存在的问题,同时给出相关建议,可以为该领域的进一步深入研究及古建筑的保护提供参考。

关键词：古建筑震害损伤抗震加固振动标准振动预测振动控制

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高陡边坡延时爆破电子雷管延时时间计算方法

工程爆破 2024年第2期30卷 1-8,18页

作者：李启月郭一鸣廖晓目唐虹靖马晶晶田军中南大学资源与安全工程学院长沙410000 西北核技术研究所西安710024 西藏中金新联爆破工程有限公司拉萨850000

在高陡边坡开挖过程中,为控制爆破振动对周围建(构)筑物的损伤,基于爆破振动波形叠加原理,研究了不同孔间延时时间的爆破振动叠加规律,提出了一种适用于高陡边坡开挖的延时爆破孔间延时时间精确计算方法,并通过现场试验对该方法进行验... 详细信息

在高陡边坡开挖过程中,为控制爆破振动对周围建(构)筑物的损伤,基于爆破振动波形叠加原理,研究了不同孔间延时时间的爆破振动叠加规律,提出了一种适用于高陡边坡开挖的延时爆破孔间延时时间精确计算方法,并通过现场试验对该方法进行验证。结果表明,该方法能够准确地预测出多孔爆破合成波形,同时能够确定最优孔间延时时间,使得爆破在爆心距为20 m处产生的峰值振动速度和爆破能量显著降低。此外,由于爆破振动信号的干涉效应显著,爆破振动能量呈现出向高频带集中的现象,降低了低频能量对建(构)筑物的危害。研究结果对相关工程工作起到指导与借鉴作用。

关键词：边坡工程干扰降振爆破振动延时时间爆破能量振动预测

不平衡小样本基于局部域对抗适应网络的发动机振动预测模型

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智能系统学报 2023年第5期18卷 1005-1016页

作者：季友昌袁伟伟毛善斌任春红关东海南京航空航天大学计算机科学与技术学院江苏南京211106 北京动力机械研究所北京100074

在发动机振动预测中,实际装配数据样本量小且类别不平衡,难以直接建立有效的预测模型。迁移学习方法能够通过迁移源域知识来提高目标域模型性能,为此,本文提出了基于局部域对抗适应网络的发动机振动预测模型。将领域按标签分为多个局部... 详细信息

在发动机振动预测中,实际装配数据样本量小且类别不平衡,难以直接建立有效的预测模型。迁移学习方法能够通过迁移源域知识来提高目标域模型性能,为此,本文提出了基于局部域对抗适应网络的发动机振动预测模型。将领域按标签分为多个局部域,通过多个局部域对抗适应网络将目标域样本映射到源域,保证小样本中的少数类得到正确迁移。并通过伪标签来解决目标样本的域转换,使用源域分类器给出可靠的预测结果。本文在多个真实数据集上验证了所提方法的有效性和泛化性,与其他方法相比,振动预测准确率能够平均提升15%左右。

关键词：不平衡数据域适应对抗学习振动预测异构迁移学习目标域小样本学习特征空间

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直列六缸柴油机固定停缸振动预测

噪声与振动控制 2023年第1期43卷 210-214页

作者：陈琳马庆镇陈国强王慧辉任海锋黄同潍柴动力股份有限公司内燃机可靠性国家重点实验室山东潍坊261205

为预测停缸状态下柴油机振动水平,以某直列6缸柴油机为研究对象,首先从理论角度分析不同停缸策略引发的柴油机扭矩激励差异;接着,基于Excite Power Unit软件建立整机多体动力学仿真模型,比较不同固定停缸策略对柴油机曲轴扭振及整机振... 详细信息

为预测停缸状态下柴油机振动水平,以某直列6缸柴油机为研究对象,首先从理论角度分析不同停缸策略引发的柴油机扭矩激励差异;接着,基于Excite Power Unit软件建立整机多体动力学仿真模型,比较不同固定停缸策略对柴油机曲轴扭振及整机振动的影响;从振动可靠性角度,量化不同固定停缸策略所引起的柴油机振动幅度,为下一步动态停缸研发工作打下坚实基础。另外,该结论可以从产品研发角度指导产品规避共振风险,从而缩短产品开发周期,降低研制成本。

关键词：振动与波柴油机固定停缸振动预测

深埋隧洞爆破开挖围岩振动能量分布特征与预测

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长安大学学报（自然科学版） 2023年第1期43卷 62-71页

作者：涂颖晏育松杨建华章伟鹏刘达南昌大学工程建设学院江西南昌330031 中铁水利水电规划设计集团有限公司江西南昌330029 江西省水利科学院江西南昌330029

深埋隧洞爆破开挖引起的开挖面上地应力快速释放是诱发围岩振动的重要因素,为掌握深埋隧洞爆破开挖爆破荷载与地应力快速释放共同扰动下的围岩振动特性,针对锦屏地下实验室上层中导洞爆破开挖现场围岩振动监测,采用变分模态分解(VMD)方... 详细信息

深埋隧洞爆破开挖引起的开挖面上地应力快速释放是诱发围岩振动的重要因素,为掌握深埋隧洞爆破开挖爆破荷载与地应力快速释放共同扰动下的围岩振动特性,针对锦屏地下实验室上层中导洞爆破开挖现场围岩振动监测,采用变分模态分解(VMD)方法对爆破荷载产生的围岩振动和地应力快速释放诱发的围岩振动进行了分离,利用小波包分解方法研究了爆破振动和诱发振动的能量分布特征及其影响因素,构建了深埋隧洞爆破开挖爆破荷载与地应力快速释放共同作用激发围岩振动的预测模型。研究结果表明:爆破荷载产生振动的能量主要分布在200~300Hz频带范围内,地应力快速释放诱发振动的能量主要分布在0~150Hz频带范围内,诱发振动的频率明显低于爆破振动的频率;随着传播距离的增加,爆破振动和诱发振动低频范围内的能量占比均显著增加;装药量对爆破振动能量分布具有显著的影响,随着装药量的增加,爆破振动低频能量的占比增加;诱发振动的能量分布不受装药量和开挖面上地应力水平的影响,只与地应力释放持续时间和开挖面的大小有关;构建的以单响药量、单孔药量、炮孔个数、炮孔间距、爆心距、开挖面法向地应力、地应力释放持续时间为输入参数的基于遗传算法优化的神经网络模型GA-BP可实现深埋隧洞爆破开挖时,爆破荷载与地应力快速释放共同作用激发围岩振动的预测,预测的质点峰值速度(PPV)相对误差为10.4%,预测的中心频率相对误差为3.2%。

关键词：隧道工程爆破开挖围岩振动小波包能量分布振动预测

基于CNN-BiGRU的水电机组振动趋势预测

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中国农村水利水电 2022年第9期 213-217页

作者：邓玉敏张雪桂马历严耀亮李超顺中国长江三峡集团有限公司武汉430000 华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074

水电机组振动信号是健康状态评价和劣化预警的重要内容,准确预测机组振动变化趋势可以提高机组运行的安全性和可靠性。针对目前单一模型难以获得最优预测结果的问题,提出了一种CNN-BiGRU组合模型振动预测方法。首先,利用卷积神经网络(C... 详细信息

水电机组振动信号是健康状态评价和劣化预警的重要内容,准确预测机组振动变化趋势可以提高机组运行的安全性和可靠性。针对目前单一模型难以获得最优预测结果的问题,提出了一种CNN-BiGRU组合模型振动预测方法。首先,利用卷积神经网络(CNN)提取数据局部特征,然后,将其与双向门控循环单元(BiGRU)网络并行,构建出CNN-BiGRU组合预测模型。该模型旨在通过将CNN的自适应提取局部信息能力与BiGRU的时间系列预测优势相结合,提高预测精度和通用性。最后,以国内某水电站机组轴向振动峰峰值进行预测研究,结果表明,所提模型可有效预测机组振动变化趋势,为水电机组振动预测提供一种新思路。

关键词：水电机组振动预测 CNN BiGRU

基于CEEMDAN-IPSO-LSTM的水电机组振动预测研究

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人民黄河 2023年第5期45卷 156-162页

作者：孙育晖王利英雷庆文曹庆皎河北工程大学水利水电学院河北邯郸056038 河北省智慧水利重点实验室河北邯郸056038

针对水电机组振动的非线性、非平稳特点,提出一种完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)方法和长短期记忆(LSTM)神经网络相结合的振动预测模型,利用改进的粒子群优化算法(IPSO)对调节参数进行优化以提高预测精度,采用CEEMDAN算法将... 详细信息

针对水电机组振动的非线性、非平稳特点,提出一种完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)方法和长短期记忆(LSTM)神经网络相结合的振动预测模型,利用改进的粒子群优化算法(IPSO)对调节参数进行优化以提高预测精度,采用CEEMDAN算法将振动数据计算展开为多个固有模态函数(IMF),通过计算相关系数筛选出有效的IMF,最后将筛选结果重构后输入LSTM进行模型预测,并与LSTM、支持向量回归(SVR)、CEEMDAN-IPSO-SVR进行对比。结果表明,提出的CEEMDAN和LSTM相结合的振动预测模型可以有效识别水电机组不同运行工况下的振动信号,为故障预警、水电机组安全高效运行提供依据。

关键词：水电机组 CEEMDAN LSTM 故障预警振动预测