基于小波變換的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)在其運(yùn)營(yíng)年限內(nèi)會(huì)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(jié)構(gòu)損傷的問(wèn)題。損傷積累到一定程度有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的突發(fā)性失效，造成財(cái)產(chǎn)的重大損失和人員的傷亡。因而，結(jié)構(gòu)的損傷診斷技術(shù)成為當(dāng)前結(jié)構(gòu)工程學(xué)科十分活躍的研究領(lǐng)域并有廣闊的應(yīng)用前景，相關(guān)的理論和技術(shù)正在不斷發(fā)展。 由于橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和復(fù)雜性特點(diǎn)，目前應(yīng)用較多的一些損傷識(shí)別方法具有一定的局限性，難以滿(mǎn)足要求。本文以小波分析為工具，結(jié)合曲率模態(tài)方法來(lái)

2、識(shí)別結(jié)構(gòu)的損傷。根據(jù)四片簡(jiǎn)支梁模型從完整到破壞不同荷載等級(jí)作用下室內(nèi)靜、動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果，并結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論，應(yīng)用小波分析的手段對(duì)簡(jiǎn)支梁模型進(jìn)行損傷定位和損傷定量。針對(duì)鋼筋混凝土梁橋損傷識(shí)別研究缺乏大量試驗(yàn)支持的發(fā)展現(xiàn)狀，本文的研究為此提供了重要試驗(yàn)依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)分析簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷時(shí)其動(dòng)力參數(shù)的變化特征。研究了簡(jiǎn)支梁有限元模型的基頻以及模態(tài)振型，并根據(jù)試驗(yàn)分析結(jié)果進(jìn)行了模型修正，同時(shí)也作為試驗(yàn)分析數(shù)據(jù)中剔

3、除虛假模態(tài)的依據(jù)。 (2)針對(duì)試驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)易受噪聲干擾問(wèn)題，研究了基于小波分析的降噪方法，提高了識(shí)別精度。 (3)研究利用小波多尺度分析特性，直接從結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)信號(hào)中提取結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率，并在多個(gè)工況下進(jìn)行初步的損傷診斷。 (4)利用小波奇異性檢測(cè)原理識(shí)別梁結(jié)構(gòu)的損傷位置與損傷程度。對(duì)簡(jiǎn)支梁各工況下的曲率模態(tài)曲線(xiàn)用Mexican Hat小波進(jìn)行連續(xù)小波變換，通過(guò)小波系數(shù)出現(xiàn)模極大值來(lái)判別裂縫的位置，通過(guò)模極大值處