城市交通基础设施结构孪生数据模型数据集

2022YFB2602103-002城市交通基础设施结构孪生数据模型数据集主要面向城市交通基础设施结构状态识别、桥梁数字孪生建模、结构损伤诊断算法验证等研究需求建设。数据来源于北环上步立交桥有限元数字模型，通过数值仿真方式生成。有限元模型采用ANSYS软件构建，数据量为470MB。主梁与桥墩均采用Beam188单元建模，其中主梁通过直线分段近似曲线轮廓的方式离散为34段单元，每段长度约0.15m。桥梁设置2个桥墩（1号墩与2号墩），共4处支座位置。各支座均采用弹簧单元进行六自由度模拟（x、y、z轴向弹簧及绕x、y、z轴旋转弹簧）。通过降低墩梁连接节点处6个弹簧刚度来模拟螺栓松动损伤情形，刚度分别降低25%、50%、75%，并结合不同损伤位置，共构建16种工况（1种无损工况，15种损伤工况）。通过MATLAB调用ANSYS模型，在有限元模型18号节点施加循环激励荷载，荷载峰值在20000N–21000N之间进行10次重复加载。采样频率为5000Hz，采样时间为1s。主梁上均匀布置8个虚拟传感器（对应有限元节点4、9、14、17、20、26、29、32），同步记录加速度、位移和速度响应数据。本数据集系统刻画了不同损伤程度与位置条件下桥梁结构的动态响应特征，可用于结构损伤识别算法训练、特征提取方法验证、模态分析研究以及数字孪生模型精度评估，具有重要的理论研究与工程应用价值。

搜集汇总

背景与挑战

背景概述

该数据集基于北环上步立交桥的有限元数字模型，通过数值仿真生成，包含无损及多种损伤工况下的结构动态响应数据。它可用于城市交通基础设施的结构状态识别、桥梁数字孪生建模和损伤诊断算法验证等研究。数据来源于ANSYS软件构建的模型，通过MATLAB调用并记录加速度、位移和速度响应，具有重要的理论与工程应用价值。