一种基于广义最小残差方法的桥梁移动车辆荷载识别方法,申请号CN201510062918.3-传众专利搜索

发明名称	一种基于广义最小残差方法的桥梁移动车辆荷载识别方法
摘要	本发明公开了一种基于广义最小残差方法的桥梁移动车辆荷载识别方法，(1)在桥面预设测点位置均布置光电传感器、应变片和加速度计，(2)建立桥梁的简化物理力学模型，(3)通过卷积积分在时域求解 <img file="dest_path_image002.GIF" wi="48" he="32" />，得到形如<img file="dest_path_image004.GIF" wi="48" he="22" />的系统方程，则<img file="dest_path_image006.GIF" wi="16" he="16" />为已知的系统矩阵，<img file="dest_path_image008.GIF" wi="14" he="16" />为已知的桥面响应，<img file="dest_path_image010.GIF" wi="17" he="22" />即为所求的移动车辆荷载；（4）对所求的移动车载<img file="363850dest_path_image010.GIF" wi="17" he="22" />赋予一个初值<img file="dest_path_image012.GIF" wi="16" he="24" />，则得到初始残差<img file="dest_path_image014.GIF" wi="72" he="24" />；（5）运用广义最小残差方法求得移动荷载。本发明的识别精度较普通移动荷载识别方法有很大提高，特别适合于高精度移动荷载识别问题。
申请公布号	CN104615888A	申请公布日期	2015.05.13
申请号	CN201510062918.3	申请日期	2015.02.06
申请人	华北水利水电大学	发明人	陈震;陈爱玖;杨亚彬;刘世明;汪志昊;陈记豪;陈贡联
分类号	G06F19/00(2011.01)I	主分类号	G06F19/00(2011.01)I
代理机构	郑州立格知识产权代理有限公司 41126	代理人	田小伍
主权项	一种基于广义最小残差方法的桥梁移动车辆荷载识别方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)、在桥面预设测点位置布置光电传感器、应变片和加速度计，由光电传感器测量获得移动车辆荷载的行驶速度，由应变片测量获得移动车辆荷载的应变，加速度计测量获得桥梁在移动车辆荷载作用下的加速度；(2)、建立桥梁的简化物理力学模型，取桥梁长度为<i>L</i>，桥面移动车辆荷载<img file="dest_path_image002.GIF" wi="19" he="25" />以均匀速度<i>c</i>沿着桥面移动，桥梁单位长度质量为<i>ρ</i>，考虑粘性阻尼并取阻尼系数为<i>C</i>，简支梁抗弯刚度为EI；桥面上<i>t</i>时刻移动车辆荷载动力学方程有如下形式：<img file="dest_path_image004.GIF" wi="372" he="46" />（1）上式中：<img file="dest_path_image006.GIF" wi="35" he="21" />为桥梁的第<i>n</i>阶模态振型；<img file="dest_path_image008.GIF" wi="45" he="27" />为<img file="106797dest_path_image006.GIF" wi="35" he="21" />的二阶导数，<img file="dest_path_image010.GIF" wi="45" he="27" />为<img file="467371dest_path_image006.GIF" wi="35" he="21" />的一阶导数；<img file="dest_path_image012.GIF" wi="22" he="28" />为粘性阻尼比，<img file="dest_path_image014.GIF" wi="88" he="52" />；C为阻尼系数，不是一个定值，和桥梁自身特征及材料属性有关，可以根据仪器测得；<img file="dest_path_image016.GIF" wi="20" he="23" />为圆频率，<img file="dest_path_image018.GIF" wi="98" he="44" />；<img file="dest_path_image020.GIF" wi="39" he="23" />为桥面移动车辆荷载模态表达式，<img file="dest_path_image022.GIF" wi="140" he="39" />；<img file="dest_path_image024.GIF" wi="33" he="20" />表示车辆荷载<img file="979124dest_path_image002.GIF" wi="19" he="25" />在t时刻的值。（3）、通过卷积积分在时域求解<img file="dest_path_image026.GIF" wi="31" he="21" />，得到形如<img file="dest_path_image028.GIF" wi="49" he="22" />的系统方程，则<img file="dest_path_image030.GIF" wi="17" he="18" />为已知的系统矩阵，<img file="dest_path_image032.GIF" wi="14" he="20" />为已知的桥面响应，<img file="dest_path_image034.GIF" wi="17" he="22" />即为所求的移动车辆荷载；（4）对所求的移动车载<img file="975024dest_path_image034.GIF" wi="17" he="22" />赋予一个初值<img file="dest_path_image036.GIF" wi="18" he="25" />，则得到初始残差<img file="dest_path_image038.GIF" wi="76" he="25" />；（5）运用Krylov子空间迭代，可得系统矩阵<img file="dest_path_image040.GIF" wi="18" he="18" />关于初始残差<img file="dest_path_image042.GIF" wi="16" he="25" />的<i>k</i>阶Krylov子空间为：<img file="dest_path_image044.GIF" wi="344" he="31" />取<img file="dest_path_image046.GIF" wi="65" he="49" />，由Arnoldi 过程得到Krylov子空间的一组标准标准正交基<img file="dest_path_image048.GIF" wi="124" he="25" />过程为：<img file="dest_path_image050.GIF" wi="86" he="26" />，<img file="dest_path_image052.GIF" wi="137" he="46" />，<img file="dest_path_image054.GIF" wi="92" he="28" />，<img file="dest_path_image056.GIF" wi="81" he="48" />取<img file="dest_path_image058.GIF" wi="60" he="28" />、<img file="dest_path_image060.GIF" wi="98" he="26" />，定义上Hessenberg 阵为：<img file="dest_path_image062.GIF" wi="267" he="168" />通过求解<img file="dest_path_image064.GIF" wi="141" he="30" />的极小值可得Krylov子空间辅助迭代向量<img file="dest_path_image066.GIF" wi="21" he="25" />；<img file="dest_path_image068.GIF" wi="174" he="30" />；Krylov子空间第<i>k</i>步迭代解表示为：<img file="dest_path_image070.GIF" wi="93" he="25" />相应的残差向量为<img file="dest_path_image072.GIF" wi="77" he="25" />，定义广义最小残差为<img file="dest_path_image074.GIF" wi="170" he="42" />，当广义最小残差满足设定要求即认为移动荷载识别精度达到预期要求。
地址	450011 河南省郑州市北环路36号