基于小波包分析的結構損傷識別方法研究.pdf

1、早期的結構損傷識別對于完善管理、減少事故隱患具有重要意義。結構發(fā)生損傷后勢必會對結構動態(tài)特性產(chǎn)生影響,將結構固有頻率、阻尼、振型等量和結構損傷工況建立某種聯(lián)系并通過監(jiān)測這些量的變化來評估結構的服役狀況則是損傷檢測的主要內容。過去的40多年內,研究人員依據(jù)這一原理提出了許多結構損傷識別方法,并取得了一定的成果。近年來,小波時頻分析法作為一種既可以保留結構局部特性又不失結構整體的特性的結構損傷檢測新方法越來越受到了研究人員的青睞,但是這一方

2、法還有許多不完善的地方,例如:對結構損傷信息的描述以及選取沒有進行嚴密的論述;小波函數(shù)的選取僅憑借經(jīng)驗選取,沒有一套可以借鑒的原則依據(jù);真實環(huán)境對識別結果影響的研究不足;如何提取完備的損傷信息的研究不夠深入等等。
　　出于對這些問題的考慮,基于前人對簡支梁結構損傷識別研究的基礎上,本論文將小波分析的理論應用到工程上大量采用的框架結構形式中,并進行了深入研究。首先,闡述了小波分析相關理論。在此基礎上,應用計算機進行正演的數(shù)值模擬研究

3、,利用大型通用有限元商業(yè)軟件ANSYS建立結構的有限元模型,對框架結構進行時程分析,得出結構無損傷完整條件下各有限元節(jié)點的位移動力響應,和假定框架梁模型上存在一處或多處損傷的情況下相應的位移動力響應信息;其次,定義了小波包信號能量的分布曲率,將小波包能量曲率因子作為損傷識別敏感參數(shù),利用MATLAB小波包分析方法,編制出相應的分析軟件,計算出框結構在各種損傷工況下的能量曲率,對比分析了損傷定位和定量計算結果;比較了不同小波基函數(shù)用于結構