基于模態(tài)小波分析的棒體裂紋損傷識別研究.pdf

1、棒體結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于工程實際，作為大型結(jié)構(gòu)的基本組成單元，許多棒體結(jié)構(gòu)在工作過程中會出現(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)損傷缺陷最早的標志之一。由于早期初始裂紋不易被發(fā)現(xiàn)，裂紋不斷擴展，將會造成整個結(jié)構(gòu)的破壞，甚至導致重大的事故，因此對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象，采用理論模態(tài)分析、實驗?zāi)B(tài)分析、結(jié)合時頻小波分析的方法對其進行了裂紋位置的識別和損傷程度的初步量化，論文主要展開

2、如下方面的工作:
　　(1)首先概述了結(jié)構(gòu)損傷識別的研究現(xiàn)狀，介紹了國內(nèi)外基于振動測試的結(jié)構(gòu)損傷識別的研究狀況，小波分析方法用于結(jié)構(gòu)損傷識別的基本理論和模態(tài)分析的振動系統(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，對含有不同深度裂紋缺陷的棒體建模、并對其進行模態(tài)分析，得到固有頻率、振型等模態(tài)參數(shù)，通過仿真分析證明了裂紋缺陷會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)學模型

3、。
　　(3)對模態(tài)陣型參數(shù)進行曲率模態(tài)分析，應(yīng)用Matlab軟件對其進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，實現(xiàn)了小波系數(shù)模最大值點來準確的定位棒體裂紋的位置。
　　(4)為了評估裂紋處的損傷信息，選取Lipschitz指數(shù)作為損傷程度指標，對含有橫裂紋、斜裂紋、多裂紋的棒體模型進行了曲率模態(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)學表達式，初步實現(xiàn)了損傷程度的定量化。