基于小波變換的結構損傷識別方法研究.pdf

1、橋梁結構在其運營年限內會受到各種載荷的作用和各種突發(fā)性外在因素的影響而存在著結構損傷的問題。損傷積累到一定程度有可能導致結構的突發(fā)性失效，造成財產的重大損失和人員的傷亡。因而，結構的損傷診斷技術成為當前結構工程學科十分活躍的研究領域并有廣闊的應用前景，相關的理論和技術正在不斷發(fā)展。 由于橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的實時性和復雜性特點，目前應用較多的一些損傷識別方法具有一定的局限性，難以滿足要求。本文以小波分析為工具，結合曲率模態(tài)方法來

2、識別結構的損傷。根據四片簡支梁模型從完整到破壞不同荷載等級作用下室內靜、動力試驗結果，并結合橋梁結構動力學理論，應用小波分析的手段對簡支梁模型進行損傷定位和損傷定量。針對鋼筋混凝土梁橋損傷識別研究缺乏大量試驗支持的發(fā)展現狀，本文的研究為此提供了重要試驗依據。主要研究內容如下： (1)分析簡支梁結構發(fā)生損傷時其動力參數的變化特征。研究了簡支梁有限元模型的基頻以及模態(tài)振型，并根據試驗分析結果進行了模型修正，同時也作為試驗分析數據中剔

3、除虛假模態(tài)的依據。 (2)針對試驗采集的數據易受噪聲干擾問題，研究了基于小波分析的降噪方法，提高了識別精度。 (3)研究利用小波多尺度分析特性，直接從結構加速度響應信號中提取結構模態(tài)頻率，并在多個工況下進行初步的損傷診斷。 (4)利用小波奇異性檢測原理識別梁結構的損傷位置與損傷程度。對簡支梁各工況下的曲率模態(tài)曲線用Mexican Hat小波進行連續(xù)小波變換，通過小波系數出現模極大值來判別裂縫的位置，通過模極大值處