损伤评估

摘要： 针对实际震损结构可测信息有限、修复加固过程难以模拟以及修复加固后结构性能不易评估的现状,建立梁柱构件端部曲率与顶部位移的关系,厘清残余位移、位移、曲率、损伤指数之间的关联,提出在有限元中模拟构件修复加固的方法和流程以及根据不同损伤物理量对构件损伤进行量化的方法。根据不同的损伤物理量以及修复策略对钢筋混凝土震损结构进行快速修复,对修复后的结构抗震性能进行评估并进行地震易损性分析。结果表明:对震损结构进行快速修复能够有效降低结构再遇地震时发生严重破坏和倒塌的风险;在不同的损伤物理量中根据残余位移角量化构件损伤,并指导震损结构快速修复能够最大限度提高结构抗震性能;相对于择件修复策略,择层修复具有更好的效果。

摘要： 为了能在震后更好地利用测得的结构动力响应参数快速对结构损伤程度进行评估,文中挑选了最大层间位移角、自振频率相对改变量和顶层加速度放大系数3个参数,分析结构损伤指数与3个参数之间的相关性,并且提出了一种组合结构体系参数。结果表明,结构损伤指数与最大层间位移角的相关性为高度相关,与自振频率相对改变量和顶层加速度放大系数的相关性均为中度相关。但由于目前地震后难以准确地获得结构的最大层间位移角数据,因此基于自振频率相对改变量与顶层加速度放大系数给出了一种组合结构体系参数,分析结果表明其与结构损伤指数相关性优于组合前的2个单参数,能较好地预测结构震后损伤水平。研究结果可为建筑工程地震风险监测和震后损伤快速评估提供分析模型。

摘要： 为研究火灾后隧道衬砌结构的损伤程度和性能特征,对火灾后隧道衬砌混凝土进行抗压强度试验和超声检测,分析不同受火时间(2,3,4 h)下,隧道衬砌混凝土剩余抗压强度和超声波声速变化的规律。结果表明:200~800°C范围内,不同受火时间下,受火温度和剩余抗压强度、超声波声速和剩余抗压强度都有较好的线性关系,且随受火时间增大,超声波声速和抗压强度逐渐下降;扫描电镜试验说明受火温度、剩余抗压强度和超声波声速三者之间存在良好的相关性。此外,建立了200~800°C区间范围内,3种不同受火时间下隧道衬砌混凝土抗压强度、受火温度、和超声波声速的计算模型。

摘要： 为了定量评估空心板梁桥铰缝损伤程度,为后续维修加固提供决策依据,将单块空心板比拟成正交异性板,视空心板桥上部为铰接正交异性板结构,引入铰缝剪力与铰缝两侧挠度差关系式作为板间传力方程,建立二维可考虑不同位置、不同长度及不同程度铰缝损伤影响的铰缝剪力计算模型(HJSFM),并导出荷载作用下铰缝处剪力Fourier级数形式的解析解.在此基础上,以设计荷载和加大荷载下铰缝的损伤演化为依据,提出轻、中、重3级铰缝损伤程度评级方案(HJDRS),形成铰缝损伤评估模型(HJDAM).以有限元模拟结果对本模型铰缝剪力计算值的正确性进行验证,并将本铰缝损伤评估模型应用于一座铰缝损伤的空心板梁桥.研究表明,剪力计算模型得到的铰缝剪力的精度满足工程需要,并且该损伤评估模型可行.

摘要： 为了改进传统损伤检测和识别方法在精度和实用性等方面的不足,基于分形理论和图像处理技术,提出提取桥梁关键部分表观裂缝特征和分形盒维数的方法,通过建立表观裂缝分形维数和典型力学参数之间的函数关系实现损伤评估。为了验证该方法的有效性,开展T型钢筋混凝土简支梁的疲劳加载试验。采用分形理论建立不同疲劳加载和损伤状态下的裂缝分形维数与跨中挠度、一阶频率和静动刚度等实测参数的函数,明确分形维数与损伤指数的匹配关系。结果表明,基于分形维数的损伤评估具有良好的准确性和鲁棒性,可以通过传统物理参数与裂缝分形维数的稳定函数关系对桥梁疲劳损伤进行精细化评估。

摘要： 通过埋地静爆试验,对经碳纤维增强复合材料(carbon fibre reinforced polymer,CFRP)加固的埋地钢制油气管道抗爆性能及损伤评价进行研究,同时结合所得试验数据进行数值模拟,分析并建立CFRP加固埋地钢制油气管道损伤评估准则。结果表明:在折合距离为0.1m/kg^(1/3)试验条件的浅埋爆炸荷载作用下,普通管道与CFRP管道迎爆面均发生了明显凹陷变形,CFRP管道凹陷变形量较前者降低38.2%,且管道迎爆面及端部连接处易于遭受损伤;普通管道迎爆面超压高于CFRP管道但两者正压持时接近,表明CFRP布可以有效降低爆炸冲击波压力峰值但对于正压持时的影响较小。在进行爆炸荷载作用下管道的损伤判定时同时引入凹陷深度与凹陷长度,最终提出并建立了基于管道临界凹陷深长比的固端约束条件下CFRP加固埋地钢制油气管道的超压-冲量(pressure and impulse,P-I)损伤评估准则及判定公式。

摘要： 目前尚无火灾后桥梁专用评定规范,火灾后桥梁结构检测评估和承载能力评定亟待规范。文中在相关研究成果的基础上,以实际工程为依托,提出通过“五步工作大纲法”(初步调查、详勘、确定检算系数、判定、建议)进行火灾后预应力砼梁桥的承载能力评定;采用分层综合评定法评定受灾后桥梁结构技术状况,依次得出各部件、构件及结构总体技术状况;提出火灾后结构参数确定方法,如采用超声-回弹法确定砼强度,采用模态法确定结构刚度损伤程度;最后从验算参数确定、结构模型建立及验算结果判断等方面阐述承载能力验算方法。

摘要： 由于碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)具有导电特性,因此可利用电阻抗层析成像(electrical impedance tomography,EIT)技术实现结构损伤检测。考虑EIT电极位置、数量有限以及电场软场特性的影响,其灵敏度矩阵呈现非均匀分布特征,导致场域内不同位置成像效果差别较大。该研究基于传统L1正则化的边缘锐化特性,提出了一种改进L1正则化方法。该方法通过分析损伤重建电导率分布规律,发现其在各邻域梯度分布的特征,并利用此特征保留L1正则化可能滤除的有效数据,在保证重建图像锐利边缘的同时,改善了不均匀灵敏度分布导致的区域成像精度差别。为验证所提出方法的有效性,仿真中设计了不同类型、不同相对位置的损伤模型,并且通过搭建的16电极EIT测试系统对损伤CFRP样品进行测试。仿真和试验结果表明,改进后的L1正则化方法不仅能重建更多位置上的损伤图像,而且不同程度地提高了各类损伤重建图像的精度。

摘要： 竹帘胶合板(竹胶板)和自攻螺钉的使用有助于避免夹板剪力墙出现板边撕裂和钉子拔出等不利破坏,其对墙体破坏模式和损伤的影响值得深入分析。对考虑了墙肢长度、钉间距、竹胶板厚度等参数变化的4组竹胶板夹板剪力墙试件进行单调与低周往复加载试验,分析其破坏模式、抗侧刚度、极限承载力及端部墙骨柱的抗失稳能力,并采用基于能量的损伤模型对其进行损伤评估。结果表明,竹胶板夹板剪力墙在单调荷载作用下存在端部墙骨柱失稳破坏,实际应用中应通过拼合柱或增加封头墙骨的方式加以避免。在往复荷载作用下,竹胶板夹板剪力墙以螺钉疲劳剪断和顶梁板劈裂破坏为主,并因此表现出明显强度退化和残余变形。减小螺钉间距和增大墙体长度都可以显著提高竹胶板夹板剪力墙抗侧力性能,而改变中心夹板厚度则影响甚微。结合试验现象、损伤指数曲线和我国地震设防水准,将竹胶板夹板剪力墙的损伤分为4个等级:基本完好(损伤指数<0.2,对应小震)、轻微损伤(0.2≤损伤指数<0.55,对应中震)、严重损伤(0.55≤损伤指数<0.9,对应大震)、失效(损伤指数≥0.9,对应倒塌)。

摘要： 为评估人体靶标在穿戴防弹衣情况下,枪弹钝击或穿透防弹衣时对人体造成的损伤严重度,基于真实人体切片数据构建了穿戴防弹衣的数字化人体模型,采用高速摄影机拍摄枪弹侵彻有防护明胶靶标过程,获得明胶靶标内部瞬时空腔的演化数据,并建立瞬时空腔简化模型。采用简明损伤定级标准(AIS)评价单个组织器官的损伤情况,分别基于最大简明损伤评分(MAIS)和新损伤严重度评分(NISS)损伤评估算法给出钝击和穿透防弹衣情况下人体相应部位的损伤评分结果,并进行死亡率预测。开发了人体易损性评估软件,获得了某枪弹以不同速度钝击和穿透穿防弹衣人体时,对人体造成的损伤严重度评分值。研究结果表明:当某枪弹以速度638 m/s射击穿防弹衣人体胸部时产生钝击损伤,人体损伤评分结果为MAIS=3、NISS=27,死亡率预测结果为12.88%;当某枪弹以速度714 m/s射击穿防弹衣人体胸部时,枪弹穿透防弹衣直接侵彻人体组织,人体损伤评分结果为MAIS=5、NISS=75,死亡率预测结果为97%。

摘要： 针对实际工程结构中难以避免的不确定性因素,如材料非均质、边界条件不清晰、测试误差、模型误差等,提出利用模态区间分析求解包含不确定性参数的梁损伤评估方法.首先建立钢箱梁和钢筋混凝土梁的计算模型,以区间形式定义梁几何、材料参数的不确定性,体现各参数的可能波动范围;然后将结构静力学方程扩展成区间方程,通过模态逻辑对区间方程进行重新释义;最后在梁上施加集中荷载,计算得到梁关键应变点的区间工作状态.分析中通过降低梁单元的弹性模量来模拟损伤,再比较确定性方法、经典区间算法和模态区间分析的计算结果.结果表明:与确定性损伤评估方法不同,区间算法允许结构包含不确定性参数,认为落在区间包络线内的应变值是合理的,而当某荷载下应变值超出包络范围时说明梁发生了损伤;模态区间分析计算得到的区间包络范围要明显小于经典区间算法,能够有效避免计算过程的参数区间扩张,而且可以及时发现梁的损伤和损伤时所对应的外荷载,避免结构损伤进一步的恶化.

摘要： 为进行装备部件级易损性分析与评估,以实现战时装备精确保障仿真,进行了榴弹破片对主战坦克损伤评估模型与评估仿真方法研究.根据榴弹对主战坦克损伤模式与损伤特点分析,以主战坦克火炮身管为研究对象,利用解析法建立了火炮身管与榴弹破片的交会计算模型,并编程进行了交会数据计算,得到了榴弹在不同位置、不同方位初始条件下爆炸时,火炮身管与榴弹破片的交会规律.依据交会数据和战损评估模型,对主战坦克火炮身管的损伤评估进行了实例分析.研究结果为主战坦克部件级战场损伤评估提供了方法,将为战场修复与精确维修保障提供基础.

摘要： 空间碎片超高速撞击航天器防护屏形成碎片云,其中大碎片的质量、动能最大,对航天器内部结构的损伤威胁最大.建立大碎片的识别方法,可得到大碎片的质量、速度等特征参数,对航天器内部结构的损伤评估及防护具有重要意义.

摘要： 新建管廊2016年,截止12月20日,全国147个城市28个县累计开工建设城市地下综合管廊2005公里.目前，我国一线城市的已建管廊规模远不及国际上其他一线城市，现阶段有着巨大的发展需求和空间。指出了地下管廊检测与分析技术，以及监测技术，提出结构隐患预警方法主要有模糊聚类分析损伤评估与分析技术。

摘要： 胸部伤害是交通事故中导致乘员伤残和死亡的主要原因之一.现有碰撞假人胸部结构仅为在有限的特定载荷工况下工作而设计,无法正确评估导致较高比例胸部伤害的斜向载荷和局部载荷作用下的胸部损伤风险.本项目以动力学机理研究为切入点进行概念设计和响应分析,之后进行胸部模块结构设计和有限元仿真建模,并开展斜向和局部载荷作用下的胸部损伤准则研究,为多种碰撞工况下乘员胸部保护研究提供重要基础.

摘要： 层间相对位移是反映结构安全度的一个重要指标.早稻田大学建筑学科、电子物理学科与日本鹿岛建设技术研究所共同研究开发了一种新型的非接触式光学位移传感器--位置敏感探测器(Position Sensitive Detector),可用于直接计测层间相对位移,尤其是层间残余变形可以被准确可靠地记录.与传统的位移传感器相比,该传感器可直接安装固定于楼面或梁上,无需支持构件,可节省空间,避免对业主造成干扰,可长期安装于实际建筑结构进行层间相对位移测量.研究提出了仅基于直接测得的层间相对位移,估算层间屈服位移角,计算累积塑性变形倍率,迅速、准确地评估钢结构安全度的方法,并使用1/3缩尺18层钢结构模型的E-Defense振动台试验数据对方法进行了验证.结果表明该方法的计算判定结果与试验观测结果吻合良好.

摘要： 为了优化低温保护剂加载方案以减小卵母细胞受到的渗透损伤和毒性损伤,且基于目前的微流控技术可以实现保护剂浓度的多种连续变化,本文先是比较了连续加载中的线性、凹型、S型加载,后又重点研究了凹型加载中凹点的位置、曲线的凹曲程度对细胞渗透行为的影响.综合包括积累性渗透损伤值(AOD,accumulative osmotic damage)、积累性毒性损伤值和归一化体积V在内的三项参数来评估卵母细胞受到的损伤.最后结果表明:凹型加载对细胞造成的损伤比线性、S型加载小,且其加载线型的凹曲程度越大加载效果越好.

摘要： 为研究火灾后钢材滞回性能的变化规律,本文对高温后Q355钢材进行了往复加载试验.试验参数包括加载方式、试件经历的最高温度和冷却方式.通过试验,得到了高温后Q355钢材的滞回应力-应变关系曲线.结果表明,当经历的最高温度为800°C时,相比于常温试件,自然冷却试件的耗能能力下降,应变水平为6.0％时下降达18％;浸水冷却试件的耗能能力提高,应变水平为6.0％时提高了41％.

摘要： 为研究火灾后钢材滞回性能的变化规律,本文对高温后Q355钢材进行了往复加载试验.试验参数包括加载方式、试件经历的最高温度和冷却方式.通过试验,得到了高温后Q355钢材的滞回应力-应变关系曲线.结果表明,当经历的最高温度为800°C时,相比于常温试件,自然冷却试件的耗能能力下降,应变水平为6.0％时下降达18％;浸水冷却试件的耗能能力提高,应变水平为6.0％时提高了41％.

摘要： 为研究火灾后钢材滞回性能的变化规律,本文对高温后Q355钢材进行了往复加载试验.试验参数包括加载方式、试件经历的最高温度和冷却方式.通过试验,得到了高温后Q355钢材的滞回应力-应变关系曲线.结果表明,当经历的最高温度为800°C时,相比于常温试件,自然冷却试件的耗能能力下降,应变水平为6.0％时下降达18％;浸水冷却试件的耗能能力提高,应变水平为6.0％时提高了41％.

摘要： 本发明公开了一种以分层面积作为评估指标的含分层损伤层合板损伤容限表征方法，包括以下步骤：(1)基于含分层损伤复合材料层合板的边界条件和分层损伤参数建立其数学模型；(2)基于里兹法假设层合板变形场的形函数，并结合一阶剪切变形理论进行层合板的屈曲过程和屈曲载荷求解；(3)基于断裂力学方法预测层合板内部分层损伤的扩展过程及其失效载荷；(4)以分层面积作为评估指标，将含不同分层损伤的层合板的屈曲和失效载荷进行线性拟合得到含分层损伤层合板损伤容限的表征关系式。本发明基于理论方法预测含分层损伤层合板的屈曲、分层扩展和失效过程，并采用分层面积作为评估指标来对含分层损伤的层合板损伤容限进行表征，可显著提高计算效率，降低试验成本。

摘要： 一种基于频率变化的结构损伤定位与损伤程度的评估方法，其特征在于：采用以下步骤：第一步：建立未损伤结构的有限元模型，作为基准有限元模型；第二步：对损伤结构进行振动测试，识别损伤结构的m阶模态频率第三步：对损伤结构进行损伤程度评估；第四步：对损伤结构进行损伤位置确定。本发明不需要结构的振型信息，仅利用结构损伤前后的有限的低阶频率信息即可准确地进行损伤定位和损伤程度评估；适用于单损伤、多种损伤工况，具有一定的实际应用价值。

摘要： 本发明公开了一种基于多尺度计算损伤前驱体对光学材料激光损伤阈值的评估方法，(1)本发明考虑米散射理论，将多种类型的损伤前驱体作为激光吸收源，结合热传输模型，动态地向光学材料中引入激光能量，评估损伤前驱体对材料损伤阈值影响。与现有单纯的表面固定热源(设定局部初始高温)的模拟方法不同。(2)本发明中涵盖了涉及光学材料的多种参数，通过调整相关参数，可以模拟分析多种光学材料的损伤阈值和损伤半径。这与现有的只针对单一材料的激光损伤模拟模型不同。

摘要： 本发明公开了一种以分层面积作为评估指标的含分层损伤层合板损伤容限表征方法，包括以下步骤：(1)基于含分层损伤复合材料层合板的边界条件和分层损伤参数建立其数学模型；(2)基于里兹法假设层合板变形场的形函数，并结合一阶剪切变形理论进行层合板的屈曲过程和屈曲载荷求解；(3)基于断裂力学方法预测层合板内部分层损伤的扩展过程及其失效载荷；(4)以分层面积作为评估指标，将含不同分层损伤的层合板的屈曲和失效载荷进行线性拟合得到含分层损伤层合板损伤容限的表征关系式。本发明基于理论方法预测含分层损伤层合板的屈曲、分层扩展和失效过程，并采用分层面积作为评估指标来对含分层损伤的层合板损伤容限进行表征，可显著提高计算效率，降低试验成本。

摘要： 本发明公开了一种多损伤特征提取的超高速撞击损伤检测方法，通过建立多稀疏模型，并运用独立成分分析重构待检测试件表面及亚表面的损伤信息；之后，通过图像平滑和分割算法去除图像中与损伤无关的信息；最终通过图像融合算法实现对于损伤情况的准确描述。本发明将数学模型与超高速撞击损伤特性结合在一起，提出新的损伤检测模型。不仅能够重构表面损伤，同时能够重构待检测试件的亚表面的损伤情况；本发明提出了对于超高速撞击损伤检测的整体算法框架，其中包括：碎片云图像的处理；表面损伤和亚表面损伤信息的重构；平滑和分割来去除非损伤噪声；图像融合实现损伤的可视化准确描述。

摘要： 一种基于频率变化的结构损伤定位与损伤程度的评估方法，其特征在于：采用以下步骤：第一步：建立未损伤结构的有限元模型，作为基准有限元模型；第二步：对损伤结构进行振动测试，识别损伤结构的m阶模态频率第三步：对损伤结构进行损伤程度评估；第四步：对损伤结构进行损伤位置确定。本发明不需要结构的振型信息，仅利用结构损伤前后的有限的低阶频率信息即可准确地进行损伤定位和损伤程度评估；适用于单损伤、多种损伤工况，具有一定的实际应用价值。

摘要： 本发明公开了一种放射性肺损伤预评估模型，所述模型包括以下建立过程：(1)图像采集、配准和预处理：(2)条件生成对抗神经网络。本发明还提供了上述模型的准确性的评估方法。本发明实用性和功能性强，可广泛应用于胸部放射治疗技术领域。

摘要： 本发明公开了一种基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法。属于损伤检测技术领域，该方法主要包括以下步骤：在结构件上布局压电传感阵列；分别在初始状态与当前测试状态下，对不同状态下的结构件响应信号进行多次采集；对采集到的不同状态下的结构件响应信号进行相关运算，得到状态参数，提取损伤特征因子；根据结构件上损伤特征因子的位置排布规律，按照特征因子连线规则，对损伤特征因子进行连接，完成结构件损伤的位置、范围以及走向的大致判定。本发明主要实现了损伤发生几起发展趋势的初步判定，有利于给予结构件维修人员直观的修护指导，同时也为结构件状态监测人员提供损伤发展预测依据。

摘要： 本发明公开了一种基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法。属于损伤检测技术领域，该方法主要包括以下步骤：在结构件上布局压电传感阵列；分别在初始状态与当前测试状态下，对不同状态下的结构件响应信号进行多次采集；对采集到的不同状态下的结构件响应信号进行相关运算，得到状态参数，提取损伤特征因子；根据结构件上损伤特征因子的位置排布规律，按照特征因子连线规则，对损伤特征因子进行连接，完成结构件损伤的位置、范围以及走向的大致判定。本发明主要实现了损伤发生几起发展趋势的初步判定，有利于给予结构件维修人员直观的修护指导，同时也为结构件状态监测人员提供损伤发展预测依据。

摘要： 本发明涉及一种神经电极植入损伤与微动损伤评估装置，包括控制模块、驱动模块和后处理模块。控制模块和驱动模块可通过设置不同的微动频率与波形，以及可选定的植入参数，完成神经电极植入过程与微动状态的实验模拟。后处理模块通过显微技术和数字图像相关理论计算出组织损伤大小和范围，并与数值仿真结果对比。通过制备与脑组织力学性能相近的软组织模型，可以保证实验结果的重复性，避免组织学实验受生物学因素干扰的问题。通过本评估装置可为以往的有限元数值仿真研究结果提供验证，将神经电极与脑组织相互作用的研究提高到实验阶段，更加有效的为新型低损伤神经电极提供设计参考，延长神经电极长期使用寿命。