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基于小波分析的二维结构损伤识别方法应用研究
| 论文题名： | 基于小波分析的二维结构损伤识别方法应用研究 |
| 关键词： | 高速列车;二维结构;损伤识别;小波分析 |
| 摘要： | 梁和板是高速列车车体比较常见的类型，列车在运行过程中，结构部件可能会出现各种损伤。而损伤达到一定程度，就会影响列车运行的安全性，严重时可能导致灾难性的后果，带来巨大的损失。因此，有关车体部件的损伤识别已成为一项重要的研究课题，具有重大的理论意义和工程应用价值。 本文介绍了基于小波分析的结构损伤识别研究方法，它具有空间局部化性质，在信号奇异性检测方面有其独特的优势。分析基于小波分析的损伤识别研究现状，总结其优势和目前存在的主要问题，系统阐述了小波分析理论和损伤识别基本原理，通过有限元数值模拟，研究了一维悬臂梁和二维薄板的损伤识别。 本文建立了含裂纹悬臂梁有限元模型，通过ANSYS的数值模拟，计算悬臂梁剪切应力，并将其进行一维连续小波变换，由小波系数的局部极大值识别裂纹在空间域上的位置。研究了基于不同小波函数和不同尺度的损伤识别，结果表明将Daubechies(db4)小波用于悬臂梁的裂纹识别，有很好的效果，同时建立了结构的损伤度与小波系数极大值之间的对应关系。 本文建立了带损伤二维薄板有限元模型，通过ANSYS数值模拟，计算损伤薄板的各阶模态振型，将其进行二维小波变换，由小波分解的高频系数识别出薄板的损伤位置。研究了基于不同振型和不同小波函数的薄板的损伤识别。结果表明高阶振型对损伤更敏感，Symlets(sym4)小波用于二维结构损伤识别有很好的效果。以1∶8高速列车比例车体为应用背景，设计比例车体顶板损伤识别的试验方案，研究了比例车体顶板的单点或多点位置处的损伤识别问题，证明所提二维小波变换识别技术对薄板裂纹损伤检测的有效性。 本文以一维悬臂梁和二维薄板的损伤识别为例，利用小波变换理论重点对结构的裂纹参数识别，小波选取，模态选取等问题进行了研究，但该理论对于任意的一维、二维结构都有一定的适用性。该方法原理简单，易操作，具有较高的精度，可以应用于高速列车比例车体梁和板的损伤识别。 |
| 作者： | 李伟 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 缪炳荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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