基于小波分析的简支梁损伤识别研究

【摘要】损伤给土木工程结构安全带来了很大的隐患,尽早的发现、修复结构存在的损伤对于降低结构发生事故的可能性有重要的意义。如何才能检测结构中存在的内部缺陷损伤,这就要求发展能够运用于实际的损伤识别技术。损伤识别最早是在机械领域得到应用,到20世纪60年代结构无损检测技术才得到发展。在这过程中研究人员针对不同条件下的结构提出了很多损伤识别的方法。随着小波分析的应用,因其具有对结构局部特性和整体特性的双重描述而受到广大学者的青睐。本文主要采用小波分析理论对混凝土简支梁的损伤位置和程度进行了研究,主要内容如下：首先,’介绍了国内外损伤识别发展的现状和现有识别方法的种类、小波分析的基本理论及与之相关的函数的性质与特点。回顾了小波分析理论的发展过程,以及基本的变换方法,连续小波变换、离散小波变换、多尺度分析等等。重点介绍了小波分析的基本原理及其在损伤检测中的应用情况。其次,对于三种损伤工况的简支梁进行了数值模拟,采用bior6.8小波对其振型进行小波变换,然后分别采用小波变换系数、小波变换系数差对简支梁进行损伤位置的识别,并对这两种识别参数的优缺点进行了分析。研究表明对于处在振型平衡位置附近的损伤,小波变换模极大值这一类损伤指标是不能识别的。本文提出了采用两阶以上的振型数据组合分析的方法。本文还采用李氏指数探讨了简支梁的损伤程度,结果表明李氏指数可以一定程度上反应构件的损伤程度。最后,做了两种工况下的混凝土简支梁的模型,通过INV频率与振型测试系统获取了简支梁的一阶振型,然后通过小波变换的模极大值准确的识别了梁的损伤位置,验证了小波变换识别简支梁损伤的可行性。
【作者】陈庭鹏；
【导师】丁科；
【作者基本信息】中南林业科技大学，土木工程，2014，硕士
【关键词】损伤识别；小波变换；简支梁；模极大值；李氏指数；

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