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关于桥梁结构类论文范文集,与桥梁结构的系统相关论文答辩
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摘 要：本文基于系统研究的角度来理解桥梁结构的新领域.桥梁结构属于一个动力学系统,其具备生存环境与结构功能,其组成要素与结构十分复杂.在桥梁结构系统识别与健康监测领域应用系统研究的思路,其对系统的控制是通过主动施加外部能量实现的.桥梁结构系统体现出一定的分形特征,而分维值是描述结构非线性的有效工具之一.
Abstract：Thisarticleunderstandsthenewareasofbridgestructuresbasedonsystemresearch.Bridgesisadynamicsyst
关于桥梁结构类论文范文集
关 键 词：系统；桥梁；分形
Keywords：system；bridge；fractal
中图分类号：U41文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）01-0039-03
1系统论
上个世纪四十年代,一般系统论的新思维由贝塔郎菲提出,然后维纳与申农又提出控制论与信息论,至此改变了人们对事物整体与部分关系的看法,完成了机械整体性向系统整体性的发展.在六七十年代,系统科学出现了普里高津的耗散结构论、哈肯的协同论、艾根的超循环论以有托姆的突变论,其主要针对系统的存在、发展与消亡过程进行探讨,强调所有的净化系统均可以自行组织,而且不同要素之间具有协调作用.从七十年代以来,越来越多的人开始关注系统的核民问题,即研究系统机制,此时混沌理论、分形理论以及孤波理论等解释系统机制的相关理论构成了系统动力学理论,其主要是对系统的非线性机制进行考察.从某种意义而言,凡物皆系统,对任何系统的考察均要分析其要素、结构以及功能与环境等各个方面.系统的主要特性体现在以下几个方面：加和性与非加和性、整体不等于部分之和、要素与结构以及环境决定了系统的整体功能、系统功能由结构来决定等.只有开放的系统才能产生新的结构,这是由于系统处于非平衡态,只有外加能量或者信息才能维持.系统远离平衡态失稳以至形成新的结构要依赖于非线性的反常涨落.涨落在远离平衡时起驱动作用,不可逆性会导致新的结构,产生新的质.如今在很多领域均已开始应用系统论,此处我们就基于系统研究的思想对桥梁结构的相关新领域进行系统的理解,进而在桥梁系统的研究领域引入系统机制理论.
2桥架结构系统
桥梁结构比较复杂,由各种结构以及很多不同的材料组合而成,图1是对桥梁结构进行的简单介绍.
桥梁结构系统,是整个桥梁工程中的一个很重要的子系统,而桥梁结构系统又是由多个子系统组合而成的,系统是由基本构件组合形成的,这其中也包括很多的要素、功能、结构以及环境等多个方面的内容.应该注意的是,桥梁结构系统并不是简单地等同于各个部门的总和,而是由各个系统优化组合而形成的一个整体,比如,单个梁构件组合在一起不能帮助桥梁实现跨越峡谷的目标,但是经过一系列的特定的构造,将多个构建结合在一起,则可以形成斜拉桥或者是悬索桥,即可完成桥梁的跨越功能.从某种程度而言,构件单元、结构体系、环境状况等决定了结构系统的整体功能,而其中系统的结构体系又起到决定性作用.一般跨海大桥的桥型选择会优先考虑大跨斜拉桥以及悬索桥等；如果抗震性能要求比较高,则要选择诸如连续刚构以及斜拉桥等抗震性能比较优良的结构系统；或者是可以对连续梁实现结构的改造,从而可以起到好的抗震作用.
耗散结构理论认为,在非平衡区内,由于远离平衡状态,因此无法确定出基于非线性非平衡作用的系统演化方向,而在这种情况下,系统可能会发生平衡性的突变或者是分叉等现象,这样会使得整个的系统出现新的稳定性状态,而这属于非平衡性的结构,因此,想要提高系统的稳定性就要接受环境注入系统中的负熵流.该理论也可以应用到桥梁结构中的非线性行为,由于系统的突变导致的桥梁失稳现象,会使得桥梁系统出现地震荷载的作用,其延性抗震性能也体现出了这一特点.
3桥架结构的系统研究思路
3.1系统识别与健康监测系统识别是指是指利用计算机技术以及相关的试验手段对系统结构进行建模.桥梁结构处于特定的环境中,会遵循一定的输入对应一定输出的规律,分析系统的输入与输出,即可对结构系统加以判断与识别.首先是要建立一个由桥梁整体进行监测的难点,因为,在桥梁的使用年限内,由于种种方面的限制,不能对桥梁的系统进行全面的深入研究,因此,就无法建立统一的、客观的、桥梁状态的评估标准,因此,为了保证整个桥梁技术的开发成功,从而实现系统的目标,就要将系统的各个要素、功能以及结构结合起来.对桥梁结构系统的健康监测与评估要注意以下几点：
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第一,系统输出：开发实现基于无线通讯技术的数据采集系统,设计出可以适用于交通荷载、风荷载以及定点测试荷载的传感器最优布设技术.第二,反向分析系统的输入与输出：根据动态边界子结构原理,开发出结构损伤设别系统,其以结构模型修正法为基础,深入研究非线性结构模型的时域评估方法与系统识别技术；探索新指纹技术,提高其在桥梁监测方面的实用性；设计桥梁的监测数据系统、桥梁观察系统以及相关的决策专家系统；同时还要采用良态的建模技术对模型修正作出改正.第三,应用系统分析终端：将观察以及监测的结果相结合从而对桥梁的承载能力进行分析；设计桥梁的安全准则；建立估价模型,对桥梁整个寿命过程进行经济性评价.3.2系统控制古典控制理论于20世纪20年代起开始出现,其主要研究对象是单变量线性定常系统,采用频率法研究系统动态特性的控制方法.自五十年代,现代控制理论如多变量系统、动态系统测试状态空间方法以及系统灵敏度分析等多种方法开始相继的出现.控制理论的研究主要借助动力学系统,桥梁结构在受到动力的荷载时会表现出一定的不确定性以及随机性,这使得很多的专家学者开始专注这种非线性的行为.尤其是在桥梁的抗震领域,关于其传统的抗震设计也向着控制理论的方向发展.结构控制方法主要有三种：主动控制、被动控制与混合控制,主动控制是主动施加外部能将将环境输入能量抵消或者消耗掉,从而新的注入能量流会作用于系统,使其在偏高平衡状态下找到平衡；被动控制是利用将支座以及阻尼器等系统,将输入的外部环境的能量消耗掉；混合控制是主动控制与被动控制二者的结合.
其实十九世纪末就出现了最早的隔震器,如今应用于系统被动控制的有叠层橡胶、旋转弹簧等多种支座与弹塑性、粘性、干摩擦等阻尼器.滑动隔震体系统的出现将传递至结构系统的输入能量控制在最小的范围内,其采用了位移控制装置与滑动支座相结合的方法.目前有些诸如AMD等主动控制技术已经进入实用阶段.主动控制不仅可以有效的抵抗外部激励,而且可以减小输入结构的激励水平.目前对系统进行主动控制的技术包括主动连杆控制技术以及主动调质阻尼器系统技术.而目前的混合控制系统主要包括对振动控制系统、混合
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