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)測及狀態(tài)分析研究中，基于橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動力響應信息時間序列分析結(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仿真模型與實橋縮尺模型進行了驗證，論文的主要內(nèi)容包括:
　?、偬骄苛藰蛄航Y(jié)構(gòu)非線性影響因素及其產(chǎn)生機理，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)。
　?、卺槍ο到y(tǒng)響應時間序列全周期范圍內(nèi)分形特征不夠突出的問題，引入了Hurst指數(shù)分析結(jié)構(gòu)振動加速度時間序列長程相關(guān)性，找到分形特征消失點，由此獲得具有明顯分形特征的時間序列片段。
　?、坩槍我环中翁卣髦笜吮碚飨到y(tǒng)狀態(tài)存在的不完備性，利用多重分形理論，對結(jié)構(gòu)振動加速度時間序列長程相關(guān)性時間序列片段，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體系，由此，構(gòu)建出綜合Hurst指數(shù)和多重分形指標的表征結(jié)構(gòu)系統(tǒng)狀態(tài)演化模式。
　?、芤劳蠱idas仿真模型和實橋縮尺模型試驗，首先通過Hurst指數(shù)多結(jié)構(gòu)不同工況下振動加速度時間序列提取具有明顯分形特征的時間序列片段，然后，多此時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)與多重分形指標參數(shù)的相關(guān)性。結(jié)果表明:橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)振動加速度時間序列的“記憶長度”存在明顯差異，正常狀況下存在長程相關(guān)性