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基于小波包能量比的桥梁损伤识别
| 论文题名： | 基于小波包能量比的桥梁损伤识别 |
| 关键词： | 桥梁检测;结构损伤;损伤指标法;小波包能量 |
| 摘要： | 桥梁结构在其服役期间不可避免地会发生损伤，为了有效检测出损伤、采取相应的措施保证桥梁结构的正常运营，结构损伤识别技术在土木工程尤其是桥梁工程领域得到了越来越广泛的应用。结构损伤识别技术能对桥梁进行损伤定位、判断损伤程度并估计其剩余寿命，对于保障人民的生命财产安全和经济安全具有重大意义，因此进行这方面的研究有着很重要的现实意义。 论文主要进行了以下几方面的工作: 1.介绍了论文的选题背景，对国内外结构损伤识别现状进行了综述，并着重介绍小波分析在土木工程结构损伤识别中的应用，由此引出研究内容及目标。 2.简要介绍了小波分析的概念和思路，在小波变换的基础上引出了小波包变换的概念和方法，指出小波包能同时对信号的低频和高频部分进行细分，大大提高了其时频分辨率，并阐述了小波包分解对结构损伤的敏感性。介绍了小波包能量构造，为后文损伤指标的拟定提供了基础。基于小波包能量构造了小波包能量比变化率（De(r)）为损伤指标，给出了小波包分析中小波基函数的必备条件以及常用小波基的性质，同时将通信学中的信息熵作为代价函数，给出了最优小波基和分解层次的选取方法。 3.以一简支梁数值模型为分析对象，阐释了损伤指标法的具体运用，并分析对比了D(er)指标与传统指标的识别效果。首先通过动力试验得到简支梁各测点的加速度响应值。基于信息熵选出了最优小波基和合适的分解层次，并将其应用于简支梁的损伤定位中。将各工况下各节点的损伤指标值结合单边置信限，对比分析得出Der指标具有更好的识别效果。介绍了损伤程度包络线和包络区间的概念，提出了一种基于数值模型的损伤程度判断方法。再以一索塔结构的试验模型为例，基于小波包能量比变化率对其进行损伤定位，验证了损伤指标法的可行性和适用性，并通过数值模型和试验模型判断出了损伤程度。 4.对一座曲线斜拉模型桥的主梁进行损伤试验，对主梁各测点获得的加速度信号进行小波包分解并构造Der指标，从识别结果中解释了该指标法应用于斜拉桥结构时的缺陷和不足，分析该指标的适用性。 最后，对本论文的主要工作进行了概括总结，探讨了其中的问题和不足，并对仍需深入研究的部分进行了展望。 |
| 作者： | 辛晨 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 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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