基于小波分析的正放四角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)損傷檢測數(shù)值模擬研究.pdf

1、空間鋼結(jié)構(gòu)由于具有剛度大、自重輕、受力合理、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于工業(yè)和民用建筑當(dāng)中。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)作為空間鋼結(jié)構(gòu)中采用量最多的一種,成為了大跨度建筑屋蓋的主要結(jié)構(gòu)形式,在國內(nèi)外都得到了迅猛的發(fā)展。但是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在服役年限內(nèi)由于荷載和其它因素的影響而出現(xiàn)損傷問題,嚴(yán)重的可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。為了保證結(jié)構(gòu)的安全,及時(shí)確定結(jié)構(gòu)損傷位置及損傷程度,找出有效的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法和對(duì)結(jié)構(gòu)損傷敏感的參數(shù)是現(xiàn)階段國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)問題。
　　 本文首次

2、采用模態(tài)分析和小波分析相結(jié)合的方法進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)損傷檢測。對(duì)如何利用小波分析提取損傷特征,在有噪聲干擾的情況下如何進(jìn)行降噪以及如何對(duì)正放四角錐網(wǎng)架的損傷位置及損傷程度進(jìn)行判定等方面做了初步研究,其主要內(nèi)容如下:
　　 1)本文利用小波分析的方法,以應(yīng)變能為結(jié)構(gòu)損傷判定指標(biāo),分別對(duì)懸臂梁、平面桁架,空間網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行模擬仿真,將原始損傷信號(hào)進(jìn)行小波變換,得到小波系數(shù)變換圖,結(jié)果表明根據(jù)小波系數(shù)變換圖中的奇異點(diǎn)可初步確定結(jié)構(gòu)損傷區(qū)域

3、。
　　 2)為了解決實(shí)際檢測中有用信號(hào)夾雜噪聲信號(hào)的問題,本文應(yīng)用小波分析對(duì)含噪信號(hào)進(jìn)行降噪。利用MATLAB軟件進(jìn)行了一系列信號(hào)降噪的模擬實(shí)驗(yàn):首先采用相同類型小波不同閾值對(duì)信號(hào)進(jìn)行降噪,然后將小波和小波包的降噪效果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明較小波而言,小波包分析用于信號(hào)降噪更具有優(yōu)越性。
　　 3)研究了采用小波分析與模態(tài)分析相結(jié)合的方法識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷的可行性。本文以桁架結(jié)構(gòu)為模型,將損傷前后應(yīng)變模態(tài)差和曲率模態(tài)差作為損傷指

4、標(biāo),對(duì)損傷信號(hào)進(jìn)行小波分析,根據(jù)小波系數(shù)變換圖中的奇異點(diǎn)判定損傷位置,并與給定損傷位置進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明小波分析和模態(tài)分析結(jié)合的方法可以有效的識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷。
　　 4)將小波變換與模態(tài)分析相結(jié)合的方法用于正放四角錐網(wǎng)架損傷檢測。由于考慮到網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是以單桿作為受力單元的結(jié)構(gòu),單個(gè)節(jié)點(diǎn)連接多根桿件,節(jié)點(diǎn)損傷信息無法反映桿件損傷的準(zhǔn)確位置,所以必須采用適當(dāng)?shù)膯卧獡p傷信息才能更好的判定損傷位置。為了解決這個(gè)問題,本文提出了采用結(jié)構(gòu)損傷前