基于邊緣算子的結(jié)構(gòu)損傷診斷方法研究.pdf

1、在航空航天、機(jī)械和土木工程等領(lǐng)域中，如果能對(duì)重要結(jié)構(gòu)實(shí)施有效的健康監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)評(píng)估結(jié)構(gòu)狀況，將能有效保障結(jié)構(gòu)的安全、可靠運(yùn)行，避免重大事故的發(fā)生。結(jié)構(gòu)損傷診斷技術(shù)是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的主要支撐技術(shù)，其研究具有重要的里論意義與實(shí)用價(jià)值。 基于振動(dòng)測(cè)試的結(jié)構(gòu)損傷診斷方法是目前結(jié)構(gòu)損傷診斷領(lǐng)域研究應(yīng)用最廣乏的方法之一，它具有不影響結(jié)構(gòu)正常工作，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期或在線監(jiān)測(cè)，操作簡(jiǎn)單療便等特點(diǎn)。按照損傷識(shí)別所需特征量是否依賴結(jié)構(gòu)數(shù)值模型(一般是有限元模

2、型)，基于振動(dòng)測(cè)試的結(jié)構(gòu)損傷診斷方法可分為基于模型的方法和不基于模型的療法兩大類?；谀Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)損傷診斷方法需要建立結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的數(shù)值模型，難以立用于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)。不基于模型的結(jié)構(gòu)損傷診斷方法直接從振動(dòng)響應(yīng)中提取特正識(shí)別損傷，它不需要建立結(jié)構(gòu)數(shù)值模型，便于工程應(yīng)用。本文以湖南省交通研究院項(xiàng)目(編號(hào)200223)“大型橋梁狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)”為背景，根據(jù)結(jié)構(gòu)損傷診斷和數(shù)字圖像邊緣識(shí)別的相似性，應(yīng)用邊緣算子定位結(jié)構(gòu)的員傷，探討了

3、一種不基于模型的結(jié)構(gòu)損傷診斷的新方法。 結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷后，損傷處動(dòng)態(tài)特性的變化不同于未損傷處動(dòng)態(tài)特性的變化。這樣，相對(duì)于未損傷位置，損傷位置就如同一個(gè)邊緣點(diǎn)。從數(shù)字圖像中檢測(cè)邊緣點(diǎn)的方法得到啟發(fā)，論文研究探討了應(yīng)用邊緣算子來(lái)定位結(jié)構(gòu)損傷的方法，該方去從結(jié)構(gòu)測(cè)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)提取各節(jié)點(diǎn)的小波包能量平方比——損傷前后小波包分揮的信號(hào)分量能量平方和的比值，然后利用邊緣算子計(jì)算得到各節(jié)點(diǎn)的邊緣幅度，最后根據(jù)邊緣幅度的極大值判斷損傷位置。論文采