基于小波分析的結(jié)構(gòu)損傷診斷方法研究.pdf

1、小波分析是近十幾年國際上掀起熱潮的一個(gè)前沿領(lǐng)域,它被認(rèn)為是傅立葉分析方法的突破性發(fā)展,是一種新的時(shí)-頻兩維分析方法.結(jié)構(gòu)的損傷診斷技術(shù)是當(dāng)前結(jié)構(gòu)工程學(xué)科十分活躍的研究領(lǐng)域并有廣闊的工程應(yīng)用前景,相關(guān)的理論和技術(shù)正在不斷發(fā)展.該文著重對(duì)小波分析方法在結(jié)構(gòu)損傷診斷中的應(yīng)用進(jìn)行了研究.主要研究內(nèi)容有:利用小波奇異性檢測(cè)原理識(shí)別梁結(jié)構(gòu)的損傷位置與損傷程度;對(duì)帶裂縫梁結(jié)構(gòu)的振型函數(shù)和移動(dòng)荷載作用下梁跨中的位移響應(yīng)用Mexican Hat小波進(jìn)行連

2、續(xù)小波變換,通過小波系數(shù)出現(xiàn)模極大值來判別裂縫的位置,通過模極大值處的小波系數(shù)計(jì)算Lipschitz指數(shù),由Lipschitz指數(shù)的大小來識(shí)別裂縫的深度;研究了裂縫位置、振型的測(cè)點(diǎn)距離、荷載的移動(dòng)速度、噪聲等因素對(duì)識(shí)別的影響;對(duì)損傷引起的某一區(qū)段剛度下降,采用Gauss3小波對(duì)梁結(jié)構(gòu)的振型函數(shù)和移動(dòng)荷載作用下跨中的位移響應(yīng)進(jìn)行連續(xù)小波變換,通過小波系數(shù)出現(xiàn)一正一負(fù)成對(duì)的極大值來識(shí)別損傷的位置;數(shù)值算例證實(shí)了該方法的有效性.基于小波包分解

3、,得到對(duì)損傷敏感頻段的能量值構(gòu)成的特征向量,并采用該特征向量作為損傷因子進(jìn)行損傷診斷.完成了一根鋼筋混凝土簡支梁在不同損傷情況下的振動(dòng)測(cè)試.并基于梁在脈沖荷載作用下的響應(yīng)信號(hào)測(cè)試數(shù)據(jù),用小波包分解技術(shù)識(shí)別了梁的損傷程度.對(duì)基于復(fù)小波變換的振動(dòng)信號(hào)瞬態(tài)參數(shù)提取原理進(jìn)行了研究.對(duì)粘滯阻尼線性系統(tǒng)和立方非線性系統(tǒng)的自由振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行Morlet復(fù)小波變換,從脊線上的小波系數(shù)提取瞬態(tài)參數(shù)從而識(shí)別固有頻率、模態(tài)阻尼和非線性系數(shù).通過三個(gè)數(shù)值算例,對(duì)