基于小波包分析的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法研究.pdf

1、早期的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別對(duì)于完善管理、減少事故隱患具有重要意義。結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷后勢(shì)必會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性產(chǎn)生影響,將結(jié)構(gòu)固有頻率、阻尼、振型等量和結(jié)構(gòu)損傷工況建立某種聯(lián)系并通過監(jiān)測(cè)這些量的變化來評(píng)估結(jié)構(gòu)的服役狀況則是損傷檢測(cè)的主要內(nèi)容。過去的40多年內(nèi),研究人員依據(jù)這一原理提出了許多結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法,并取得了一定的成果。近年來,小波時(shí)頻分析法作為一種既可以保留結(jié)構(gòu)局部特性又不失結(jié)構(gòu)整體的特性的結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)新方法越來越受到了研究人員的青睞,但是這一方

2、法還有許多不完善的地方,例如:對(duì)結(jié)構(gòu)損傷信息的描述以及選取沒有進(jìn)行嚴(yán)密的論述;小波函數(shù)的選取僅憑借經(jīng)驗(yàn)選取,沒有一套可以借鑒的原則依據(jù);真實(shí)環(huán)境對(duì)識(shí)別結(jié)果影響的研究不足;如何提取完備的損傷信息的研究不夠深入等等。
　　出于對(duì)這些問題的考慮,基于前人對(duì)簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究的基礎(chǔ)上,本論文將小波分析的理論應(yīng)用到工程上大量采用的框架結(jié)構(gòu)形式中,并進(jìn)行了深入研究。首先,闡述了小波分析相關(guān)理論。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行正演的數(shù)值模擬研究

3、,利用大型通用有限元商業(yè)軟件ANSYS建立結(jié)構(gòu)的有限元模型,對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)程分析,得出結(jié)構(gòu)無損傷完整條件下各有限元節(jié)點(diǎn)的位移動(dòng)力響應(yīng),和假定框架梁模型上存在一處或多處損傷的情況下相應(yīng)的位移動(dòng)力響應(yīng)信息;其次,定義了小波包信號(hào)能量的分布曲率,將小波包能量曲率因子作為損傷識(shí)別敏感參數(shù),利用MATLAB小波包分析方法,編制出相應(yīng)的分析軟件,計(jì)算出框結(jié)構(gòu)在各種損傷工況下的能量曲率,對(duì)比分析了損傷定位和定量計(jì)算結(jié)果;比較了不同小波基函數(shù)用于結(jié)構(gòu)