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第七届结构控制与监测世界大会(7WCSCM)圆满闭幕
更新时间:2021-04-10 17:51
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7月25日是第七届结构控制与监测世界大会的第三日,也是闭幕日。小编就第三日的5场主题报告内容,为大家做简要报道。

第三会议日的第一场主报告人是青岛海洋科学与技术试点国家实验室非线性科学中心,国家海洋局第一海洋研究所创新中心数据分析实验室创始主任Norden E. Huang教授。

他的报告主题是:《希尔伯特黄变换在结构健康监测中的应用》


黄教授的在报告中针对非线性和非平稳性数据进行了广泛的方差分析,提出了一种新的方法——希尔伯特-黄变换(HHT)。


这些方法可以应用于从生物医学到工程和科学领域的各种各样的问题。

他的报告主题是:《希尔伯特黄变换在结构健康监测中的应用》


黄教授的在报告中针对非线性和非平稳性数据进行了广泛的方差分析,提出了一种新的方法——希尔伯特-黄变换(HHT)。


这些方法可以应用于从生物医学到工程和科学领域的各种各样的问题。

第二场报告是由来自意大利的罗马大学结构工程学院的Walter Lacarbonara教授主讲。

 

他的报告主题是:《受非线性动力学启发的控制》


Walter教授指出非线性动力学的研究领域正从关注非线性的动态信息素的研究过渡到利用不同尺度的不同非线性作为高性能结构和器件的新设计平台。在结构控制以及工程系统和材料的合成领域都是如此。


在本场报告中,教授利用迟滞非线性的调谐质量阻尼器(TMD),在设计带宽内的性能比线性TMDs更好。采用SMA/钢丝绳,通过金属丝间的摩擦和SMA相变使能量耗散,从而设计出迟滞非线性。之后采用微扰法和微分进化算法协同驱动优化过程,在多高层建筑的摇摆控制和大跨度悬索桥的颤振控制方面进行了试验研究。

 此外,还讨论了这些TMDs在应对地震方面的缓解能力。地震激发结构往往会表现出软化行为和强度退化。由于结构频率随振幅的变化而引起的频率失谐,这种非线性行为会严重影响TMDs 的工作表现。相反,非线性的TMDs可以在非线性频率调谐方面更加强壮,这可以导致从结构到TMD的最优能量传输。

Walter教授在本场报告中考虑了两种类型的非线性结构,即采用经典的Bouc-Wen模型和Bouc-Wen-Foliente模型的钢结构和砌体结构。利用欧洲强运动数据库(拉奎拉市)中选取的7条地震记录,根据不同的成本函数,采用微分算法获得TMD最优参数。

在最后教授也简要概述了近年来由基质和碳纳米管(CNT)制成的高阻尼纳米材料的研究进展。在基体的聚合物链与碳纳米管之间表现为摩擦滑动的滞后现象,在很大程度上可以被修饰。

 通过对微结构特征的调整和优化,使振动支撑达到前所未有的水平。以及在动态应用材料设计的新方向的背景下,讨论了最近的实验和建模工作,并且邀请在座的各位学者于2019年前往澳大利亚参会。

 

第三场的主讲人是来自Exeter大学工程学院工程系主任——英国教授Paul Reynolds。

他的报告主题是:《人为震动的控制:震动舒适度的综合设计方法》


“明天”的土木工程结构将比以往任何时候都更轻更细,这是一种必然趋势。源于建筑的欲望和对未来社会的需求,以更可持续的方式使用原材料。可不幸的是,历史告诉我们,轻而细的土木工程结构很容易受到人类活动引起的振动的影响。而解决这些问题可能是极其困难的,并且是昂贵的、具有破坏性的,往往涉及到重大的结构修改。

在本场报告中,Paul教授介绍了近年来在发展先进的振动控制技术以减少人类动荷载对结构的不利影响方面取得的一些进展。这些技术不仅具有解决问题的能力,而且可以通过将振动控制技术融入他们的一些基础振动服务性设计中,推动新一代高性能、高效、可持续的土木工程结构。

 

第四场的主讲人是来自香港理工大学建设及环境学院土木及环境工程学系的徐幼麟教授。

他的报告主题是:《大跨度桥梁生命周期管理与健康监测的综合研究》


大跨度桥梁是我国社会的重要基础设施,但是一旦建成就会受到破坏。比如桥梁突然失效或者某功能丧失,这将会对经济、社会和环境造成严重影响。因此,实施生命周期管理(LCM)策略是至关重要的,以便在可接受的范围内通过生命周期的成本效益干预行动来保持桥梁的性能。但是无论如何,不确定性不可避免的存在着,而当前的LCM的可靠性也很难达到这样的程度。

另一方面,结构健康监测(SHM)技术在世界范围内已被应用到100多座大跨度桥梁上,可对实际荷载条件进行监控,也可对各种类型的结构响应进行测量,并可以识别退化和破坏。因此,在本场报告中,徐教授和他的团队研究探讨了大跨度桥梁LCM和SHM的合成可能性。

它包括七个主要任务:

1. 利用多尺度有限元模型同时预测全局和局部结构响应;

2. 应对重新建设桥的结构与输入结构的反应来衡量单孔位微吹气扰动系统;

3. 评估当前健康状况的结构基于前面使用SHM-based加载历史和损伤检测方法;

4. 进行适当检查;

5. 基于SHM系统的不间断现场测量数据,建立加载模型,分析以往的加载历史,预测未来的加载情况;

6. 对结构的剩余使用寿命进行损害预测;

7. 在多目标和各种约束条件下,发展LCM策略,以做出最优决策。

虽然并不是所有的七个主要任务都需要以系统的方式完成,但是徐教授和他的研究团队付出了相当大的努力。


 

在最后,徐教授以香港的昂船洲斜拉桥为例进行了介绍。

 

本届世界大会最后一场报告由韩国的Hyung-Jo Jung教授主讲,他为韩国科学技术高级研究院,结构控制与智能系统实验室工作。

他本次报告的主题是:《无人机桥梁检测与状态评估和深度学习》


教授提到桥梁垮塌会对韩国社会产生巨大的消极影响。有许多原因都会造成桥梁的倒塌。近年来,糟糕的维护正在成为造成这种倒塌的主要因素。除此之外,桥梁的老化会使情况变得更加糟糕。为了防止这种不必要的事故发生,他们必须进行连续的桥梁监测和及时的维护。

在韩国,视觉检查是最广泛使用的方法,但是它严重依赖于检查人员的经验。这对检查人员来说也是费时费力的,并且价格昂贵、容易产生混乱,甚至出现极不安全的状况。为了解决其局限性,越来越多的人对联合国载人航空飞行器(UAV)感兴趣。他们预计这将使检查过程更安全、更快、和更加经济适用。此外,它还可以覆盖在特定区域内难以到达的位置。然而,这一战略,仍然处于初级阶段,因为在这整个过程中,有许多的东西需要真正实现。


在本场报告中,使用UVA进行桥梁检测的典型过程包括三个阶段,即预检、检测、检测后。还有按阶段描述的详细任务。同时,通过对目前正在发展的基于图像的定位算法、基于视觉和红外摄像机的图像融合等技术的研究,提出了具有挑战性的问题(如桥梁下无人机的定位、高分辨率的图像捕获等)和可能的解决方案。

还特别讨论了基于深度学习的自动分类、定位和量化几种损伤类型(如裂纹、腐蚀、剥脱、外溢、ctc等)的算法。这种俯卧倒是基于由无人机和成像设备(视觉、红外、高光谱相机)组成的无人检查设备所获得的大量图像数据。

最后,提出了未来利用无人机和深埋梁技术进行桥梁检测和状态评估的研究方向。

 

闭幕时刻

 

会议主办方宣布第八届结构控制与监测世界大会将于2022年在美国奥兰多举行。

 

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