针对小波变换的结构损伤识别方法的分析研究.pdf

摘要摘要桥梁结构在其运营年限内会受到各种载荷的作用和各种突发性外在因素的影响而存在着结构损伤的问题。损伤积累到一定程度有可能导致结构的突发性失效, 造成财产的重大损失和人员的伤亡。因而,结构的损伤诊断技术成为当前结构工程学科十分活跃的研究领域并有广阔的应用前景,相关的理论和技术正在不断发展。由于桥梁结构健康监测系统的实时性和复杂性特点,目前应用较多的一些损伤识别方法具有一定的局限性,难以满足要求。本文以小波分析为工具,结合曲率模态方法来识别结构的损伤。根据四片简支梁模型从完整到破坏不同荷载等级作用下室内静、动力试验结果,并结合桥梁结构动力学理论,应用小波分析的手段对简支梁模型进行损伤定位和损伤定量。针对钢筋混凝土梁桥损伤识别研究缺乏大量试验支持的发展现状,本文的研究为此提供了重要试验依据。主要研究内容如下: (1)分析简支梁结构发生损伤时其动力参数的变化特征。研究了简支梁有限元模型的基频以及模态振型,并根据试验分析结果进行了模型修正,同时也作为试验分析数据中剔除虚假模态的依据。(2)针对试验采集的数据易受噪声干扰问题,研究了基于小波分析的降噪方法,提高了识别精度。(3)研究利用小波多尺度分析特性,直接从结构加速度响应信号中提取结构模态频率,并在多个工况下进行初步的损伤诊断. (4)利用小波奇异性检测原理识别梁结构的损伤位置与损伤程度。对简支梁各工况下的曲率模态曲线用Mcxic札H吐小波进行连续小波变换,通过小波系数出现模极大值来判别裂缝的位置,通过模极大值处的小波系数计算upgchi乜指数, 由npschj乜指数的大小来识别裂缝的深度。关键词:结构损伤检测;小波分析;曲率模态;白噪声摘要 ABSTRACT Tkh坩弹maybc血腿g耐山壕幻劬啷loa凼nga即licdand硼加觚d蛐in峋r肛V嚣. Thc∽锄I止l伽da雌盥y giVe血c幻曲献Iu忙ofo劬Ⅺ岫andlelld幻thcbss ofpfopefty and础b D蛐咀擘ediag∞o缸怔倒quc缸蛆删Ve瑚翻劬由衄in ina毗e噍砒mctIⅡe ∞fi峰 andk。gi地efingblld嘻∞u以Thc佣口∞蜥ve恤∞ly and协c虹Dbgy矗∞血劬ping ∞Ⅲly. Becamc oftbef∞“in衅危a劬嚆删∞mpkx姬r ins血呱舰噶lh∞Hhmo面伽ng(SHM)sy摹蜘. 妊缸di伍clln幻a娜dy幻也lm列萨i山=mi丘训∞t墩h岫岫缸。b昭ed ∞帆velct mlalyB缸,aH憎衄∞modal a地p∞pc瞎ed幻丘m。h出丑n窖eid训矗∞衄Ac∞幽g幻the 唧廿i蛐l蝴山wMch蛳删蚵曲pidaled懈懈t∞白面mdel似b锄如m )yedn呲e,∞忸bined啪也c由删c也∞叮蛐h钮鲈巩哪ctI蹦,6血htk dam萨idc雠i矗础on妯wa"lct ∞i曩印vide i皿p0啦m瓿昨血嘲咀I№缸砌k p蝴cm懈曲础ind锄擘e埘脚吐i6∞lion onB魄l-∞撤犯忙b|绷m h诅gchck∞.p口i妇∞删oq,porL 1’here8∞l℃h∞mem鹪lbnowI: (1)Thepf。pcm龆of岫mic胂埔m咖a”inV璐ti鲈lcd when血啦窖e∞哪in 8劬蝣咖峨Using fini把_eIemem mdhod'this m嚣虹g吐thc modalparam咖of simpk 8璐诅inb阻m a丑dalso mdif枷她m血lⅫofd啦也epIo蛐,pe. (2)As也c懈t血忸m璐mllypon巾ed姆wMte∞她蛐m∞缸l尊dIIoe-∞缸c oftk加by wavclct强lysis∞imp∞ving thcpf∞碡bn (3)A啪"lel抽Bedap呻ch虹med幻髓tin扭忙mua眦删)dal胂删n酏啉丘om岫∽∞hali∞地spo堆曙ofa a∽bd b翰m anddo山edama萨de协。白n in∞v靠alwork嘈倒黯. (4)mwr-tmed删h pfclposed衙∞硅identi晌inbcamm咖by她ojn窖lllam咖 dc删on The删n昀聆modal of 4mcked 3impk o璐诅jnb锄a∞amlyz耐啦i雌删n∞啦 wawlct佃∞翻衄byMcxi啪Ik wa"搬∞d盯住ry wofk啦钯T1Iep08妯∞ofthe锄吐缸 Ioc呲cd bytbe越】【i蛐m州luI瞄oftk waVeI既∞ Li芦cbit丛a【卵删嚣tiImted by 恤mveI吐∞嘣ci***缸啦。d∞a m删iDdi咖r ∞y1 w妯the in∞sc ofcrackd吨 KEYW