基于模態(tài)小波分析的棒體裂紋損傷識(shí)別研究.pdf

1、棒體結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于工程實(shí)際，作為大型結(jié)構(gòu)的基本組成單元，許多棒體結(jié)構(gòu)在工作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)裂紋、腐蝕、凹坑等損傷缺陷，而裂紋損傷所占的比重很大，也是出現(xiàn)損傷缺陷最早的標(biāo)志之一。由于早期初始裂紋不易被發(fā)現(xiàn)，裂紋不斷擴(kuò)展，將會(huì)造成整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞，甚至導(dǎo)致重大的事故，因此對(duì)棒體裂紋損傷的研究很有意義。本文以含有裂紋損傷的棒體為研究對(duì)象，采用理論模態(tài)分析、實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析、結(jié)合時(shí)頻小波分析的方法對(duì)其進(jìn)行了裂紋位置的識(shí)別和損傷程度的初步量化，論文主要展開(kāi)

2、如下方面的工作:
　　(1)首先概述了結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的研究現(xiàn)狀，介紹了國(guó)內(nèi)外基于振動(dòng)測(cè)試的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的研究狀況，小波分析方法用于結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的基本理論和模態(tài)分析的振動(dòng)系統(tǒng)理論模型，闡述了二者結(jié)合的優(yōu)越性。
　　(2)應(yīng)用Ansys有限元分析軟件，對(duì)含有不同深度裂紋缺陷的棒體建模、并對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析，得到固有頻率、振型等模態(tài)參數(shù)，通過(guò)仿真分析證明了裂紋缺陷會(huì)造成棒體局部剛度的降低，從而擬合了裂紋深度與降低局部彈性模量的數(shù)學(xué)模型

3、。
　　(3)對(duì)模態(tài)陣型參數(shù)進(jìn)行曲率模態(tài)分析，應(yīng)用Matlab軟件對(duì)其進(jìn)行小波多尺度分析變換，建立了小波系數(shù)模最大值與尺度之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了小波系數(shù)模最大值點(diǎn)來(lái)準(zhǔn)確的定位棒體裂紋的位置。
　　(4)為了評(píng)估裂紋處的損傷信息，選取Lipschitz指數(shù)作為損傷程度指標(biāo)，對(duì)含有橫裂紋、斜裂紋、多裂紋的棒體模型進(jìn)行了曲率模態(tài)小波分析，研究了多裂紋之間的相互影響，構(gòu)建了損傷程度與裂紋深度的數(shù)學(xué)表達(dá)式，初步實(shí)現(xiàn)了損傷程度的定量化。