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梁式结构采用小波包方法的损伤识别研究
| 论文题名： | 梁式结构采用小波包方法的损伤识别研究 |
| 关键词： | 大跨桥梁结构;健康监测;小波包频带能量法;损伤识别;特征提取 |
| 摘要： | 近些年来，工程结构尤其是正常运营期间的大跨桥梁结构的安全性、整体性与耐久性的健康监测已经成为国内外的研究热点。在环境侵蚀、材料老化、荷载长期效应、疲劳效应和突变效应等灾害因素的共同作用下，结构将无法避免地发生损伤，某些构件的损伤甚至可能扩展很快，这就要求健康监测系统能及时捕捉到损伤发生的时刻，并能准确地进行损伤定位，从而为工程结构的维护和管理提供依据。 小波变换是继傅立叶变换之后出现的一个新的数学工具，它在时域与频域上同时具有强大的局部化特性，能对不同的频率成分采用逐渐精细的采样步长，聚焦到信号的任意细节，被认为是分析信号的显微镜。本文利用小波包变换对结构动力响应信号进行分析，对如何利用小波包分析进行损伤特征的提取，识别结构中的损伤程度并进行损伤定位，包括在有噪声干扰下的损伤定位做了初步探索。理论分析和试验研究表明:小波包变换不仅可以正确进行损伤程度的判别，还可以进行小损伤情况下的损伤定位，而且在噪声影响下也能正确识别损伤位置。本文的主要内容如下： ①介绍了基于小波包能量谱的结构损伤预警基本思路，对小波函数的选择，小波包分解层次的确定，结构损伤特征向量的构建以及结构损伤预警指标的定义进行了详细说明,并对一钢筋混凝土简支梁和预应力混凝土箱梁的实验数据进行分析，对其在各荷载工况下的损伤程度进行判别。 ②对比基于随机子空间频率识别法，说明小波包能量法的好处。 ③讨论了测点布置对损伤程度判别效果的影响。 ④介绍了基于小波包频带能量法的结构损伤定位原理，并用ANSYS建立一简支梁结构模型，讨论其在小损伤情况下不同损伤位置的单一损伤和多损伤定位效果。 ⑤讨论在不同损伤位置，不同损伤程度和不同的噪声水平下的损伤定位效果。 ⑥对一含有较低信噪比信号的钢梁进行损伤定位。 |
| 作者： | 卓德兵 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 曹晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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