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基于改进HHT的桥梁结构震后损伤识别
| 论文题名： | 基于改进HHT的桥梁结构震后损伤识别 |
| 关键词： | 桥梁结构;健康监测;震后损伤识别;模态混叠;特征能量比 |
| 摘要： | 桥梁结构健康监测系统是既有桥梁结构安全运营的重要保障，损伤识别作为其中至关重要的一环，其准确与否与桥梁结构健康监测系统的效率直接相关，因此研究高精度的损伤指标具有极高的理论意义和实际应用价值。本文综述了结构损伤识别的研究现状和发展趋势，并简要分析了目前广泛应用的结构损伤指标之不足，提出了基于改进HHT的桥梁结构震后损伤识别指标，并以某斜拉桥振动台试验模型为例，对文中所提方法进行验证，所做的主要工作及结论如下: (1)针对传统线性滤波器在处理时变与非线性响应信号时的不足，采用近几年被引入到结构响应信号处理的形态学滤波器作为降噪手段，并以仿真信号为例确定了圆形结构元素作为最优结构元素，降噪结果表明形态学滤波器能在降噪的同时最大程度的保留结构响应信号。 (2)介绍了三种模态混叠的改进方法——EEMD、CEEMD、AEEMD，并分析了以上三种方法的优点和局限，在此基础上结合形态学滤波器与排列熵提出了一种改进的HHT方法——PAEEMD，并以斜拉桥振动台试验模型实测动力响应对以上方法的模态混叠改进效果进行验证。结果发现EMD模态混叠问题最为严重，但其分解速度最快;EEMD(CEEMD)改进效果有限，分解速度仅次于EMD; AEEMD大幅改善了模态混叠问题，但分解速度太慢，不适合于实时桥梁结构健康监测;借助形态学滤波器的降噪前处理，PAEEMD在改善模态混叠方面略优于AEEMD，同时大幅提高了AEEMD的分解速度，较适合于桥梁结构健康监测中损伤指标的构建。 (3)将改进的HHT方法——PAEEMD应用于桥梁结构震后损伤识别，提出了IMF特征能量比损伤指标，分别对五种工况下桥梁结构损伤状况进行评估，并与传统的频率损伤指标进行对比。结果表明，文中提出的损伤指标能有效的识别结构微弱损伤和准确的定位损伤，是一种有效的结构损伤指标。 |
| 作者： | 周彪 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李乔;单德山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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