基于HHT變換的非線性結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究.pdf

1、由于材料、連接和變形等因素的非線性導(dǎo)致實(shí)際結(jié)構(gòu)都不同程度地存在非線性行為。特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)遭受損傷時(shí)，損傷可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)非線性加劇，并造成結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)不滿足平穩(wěn)性假定。結(jié)構(gòu)的損傷和非線性行為導(dǎo)致基于線性、平穩(wěn)性假定的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法不再適用。本文基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和Hilbert-Huang Transform（HHT），研究了基于HHT的非線性系統(tǒng)損傷識(shí)別方法。主要內(nèi)容包括：
　　對(duì)非線性系統(tǒng)識(shí)別方法進(jìn)行了比較系統(tǒng)的歸納和綜述，主要包括

2、時(shí)域方法、頻域方法、時(shí)頻域方法和基于混沌的方法。本文研究采用時(shí)頻域的HHT方法。
　　采用集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法，針對(duì)模態(tài)分解過程中篩選次數(shù)恒定，可能會(huì)導(dǎo)致分解結(jié)果不精確、信號(hào)分解過程缺乏自適應(yīng)性的缺點(diǎn)，基于Huang提出的改進(jìn)差值和函數(shù)方法，并結(jié)合篩選信號(hào)極值點(diǎn)與過零點(diǎn)數(shù)目差最大為1的要求，對(duì)集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法的篩選停止條件進(jìn)行了改進(jìn)。通過算例分析，驗(yàn)證了改進(jìn)方法增加了信號(hào)分解的精確性及自適應(yīng)性。
　　分析比較了端點(diǎn)效應(yīng)影

3、響范圍和時(shí)間特征尺度大小之間的關(guān)系，信號(hào)的高頻分量時(shí)間特征尺度小，低頻分量時(shí)間特征尺度大。驗(yàn)證了端點(diǎn)效應(yīng)對(duì)于信號(hào)的高頻分量相對(duì)于低頻部分影響較小，因此提出在不需要整個(gè)信號(hào)特征時(shí)，可以選取高階固有模態(tài)函數(shù)分量作為分析對(duì)象。
　　采用改進(jìn)的希爾伯特-黃變換分析方法，并以基于系統(tǒng)輸出信號(hào)第一階固有模態(tài)函數(shù)分量的瞬時(shí)頻率作為損傷指標(biāo)，對(duì)地震波作用下的二維雙線性框架結(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)行識(shí)別。通過瞬時(shí)頻率的時(shí)域變化，能夠有效識(shí)別結(jié)構(gòu)非線性損傷及損傷