基于分形理論的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析研究.pdf

1、在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)及狀態(tài)分析研究中，基于橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)信息時(shí)間序列分析結(jié)構(gòu)狀態(tài)的理論與技術(shù)日益得到關(guān)注。本文引入分形理論，在探究橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)非線性行為及其分形特征的基礎(chǔ)上，提出了綜合Hurst指數(shù)與多重分形指標(biāo)的橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)狀態(tài)分析技術(shù)，并結(jié)合Midas仿真模型與實(shí)橋縮尺模型進(jìn)行了驗(yàn)證，論文的主要內(nèi)容包括:
　　①探究了橋梁結(jié)構(gòu)非線性影響因素及其產(chǎn)生機(jī)理，并分析橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在非線性情況下的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分形特征，從理論上論證了橋梁

2、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)具有分形特性，為進(jìn)一步開展基于分形理論的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析奠定基礎(chǔ)。
　　②針對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間序列全周期范圍內(nèi)分形特征不夠突出的問(wèn)題，引入了Hurst指數(shù)分析結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度時(shí)間序列長(zhǎng)程相關(guān)性，找到分形特征消失點(diǎn)，由此獲得具有明顯分形特征的時(shí)間序列片段。
　?、坩槍?duì)單一分形特征指標(biāo)表征系統(tǒng)狀態(tài)存在的不完備性，利用多重分形理論，對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度時(shí)間序列長(zhǎng)程相關(guān)性時(shí)間序列片段，提出了由權(quán)重因子、質(zhì)量指數(shù)、奇異指數(shù)和多重分形譜構(gòu)

3、成多重分形特征指標(biāo)體系，由此，構(gòu)建出綜合Hurst指數(shù)和多重分形指標(biāo)的表征結(jié)構(gòu)系統(tǒng)狀態(tài)演化模式。
　?、芤劳蠱idas仿真模型和實(shí)橋縮尺模型試驗(yàn)，首先通過(guò)Hurst指數(shù)多結(jié)構(gòu)不同工況下振動(dòng)加速度時(shí)間序列提取具有明顯分形特征的時(shí)間序列片段，然后，多此時(shí)間序列片段利用多重分形理論，分析固有頻率等表征結(jié)構(gòu)狀態(tài)的固有參數(shù)與多重分形指標(biāo)參數(shù)的相關(guān)性。結(jié)果表明:橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)振動(dòng)加速度時(shí)間序列的“記憶長(zhǎng)度”存在明顯差異，正常狀況下存在長(zhǎng)程相關(guān)性