基于二維小波分析的板損傷識別方法研究.pdf

1、彈性板是土木工程中一類常見的工程結(jié)構(gòu)。彈性板在施工和使用過程中，可能會出現(xiàn)各種損傷，當(dāng)損傷達(dá)到一定程度后就會影響到結(jié)構(gòu)的安全性，嚴(yán)重時可能引發(fā)災(zāi)難性的事故，不僅會危及到人民的生命安全，而且給社會財富帶來巨大的損失。如何有效識別彈性板內(nèi)的損傷已成為一項重要的研究課題。 小波分析是近十幾年來國際上的一個前沿領(lǐng)域，它被認(rèn)為是傅立葉分析的突破性發(fā)展，是一種新的時一頻兩維分析方法。小波分析方法具有空間局部化性質(zhì)，即信號在某點處的小波變換在

2、小尺度下完全由該點附近的局部信息所確定，它在信號奇異性檢測方面有著獨特的優(yōu)勢。因此，采用二維小波分析方法研究板的結(jié)構(gòu)損傷識別問題，不僅具有重要的理論意義，而且具有一定的工程應(yīng)用價值。 本文闡述了小波分析理論，分析了板的動力特性，研究了板類結(jié)構(gòu)局部損傷時對結(jié)構(gòu)動力特性的影響。然后較系統(tǒng)的研究了基于振型和轉(zhuǎn)角模態(tài)二維小波變換的板損傷識別方法，分別以含有損傷的四邊簡支板、四邊固支板和兩端固支加強板為研究對象，用Lanczos方法對板的

3、模態(tài)進行分析，計算出其振型和轉(zhuǎn)角模態(tài)，將其形成的損傷信息特征量進行二維小波變換，根據(jù)小波奇異性檢測理論，建立了含損傷塊的板結(jié)構(gòu)的損傷識別原理，探討了含損傷的板結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)損傷識別方法。 本文建立了基于振型二維小波變換識別板內(nèi)損傷的方法。這種方法以db小波為母小波，通過對含有損傷的板的振型做二維小波變換，在多尺度分析中由小波系數(shù)模極大值位置識別出板內(nèi)損傷的位置，并且根據(jù)模極大值的大小識別出其相對損傷程度。通過對含有損傷塊和損傷帶的

4、四邊簡支板、四邊固支板和兩端固支的加強板進行計算分析，驗證了該方法的有效性。在進行板的損傷識別過程中應(yīng)用了信號延拓理論，將含有損傷信息的板的模態(tài)參數(shù)進行信號延拓，然后對其進行二維小波變換，有效地去除了邊界對板損傷檢測的影響。 本文首次提出了基于轉(zhuǎn)角模態(tài)二維小波變換識別板的損傷方法。這種方法以Mexh為母小波，通過對含有損傷板的轉(zhuǎn)角模態(tài)進行二維小波變換，由小波系數(shù)模極大值位置識別出板的損傷位置。通過對含有損傷塊和損傷帶的四邊簡支板