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采用转角信息重构的梁式结构损伤识别

作　者: 幸静
导　师: 曹晖
学　校: 重庆大学
专　业: 土木工程
关键词: 损伤识别 转角信息重构 改进的单元损伤变量 小波软阈值去噪
分类号: TU312.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 38次
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内容摘要


基于结构振动参数的损伤识别方法通常需要从实测的结构振动响应信号中提取结构的模态信息。结构在线健康监测中,某些振动响应量实测的不方便和测量噪声的存在,使得提取的模态参数具有不完备性的特点,给损伤识别造成了困难。目前很多结构损伤识别算法的研究主要针对剪切型结构模型,就是由于结构的转角信息难以测量,使得这些算法在实际应用时遭遇了较大的障碍。为了解决这一问题,需要考虑模态信息的重构(或称为状态信息的重建)。围绕着这一目的,本文主要做了以下几方面的工作:①针对刚度分布较均匀的梁式结构,在静力凝聚方法的基础上利用矩阵QR分解由平动信息计算转角信息,消去结构材料物理参数的影响,导出不含有待识别参数的位移—转角关系式,利用MATLAB平台实现了由振型平动位移估算振型转角位移。②采用小波软阈值去噪技术处理含噪声的振动信号,讨论了小波变换下的信号特性,分析了对去噪效果影响很大的阈值确定问题。③采用转角信息重构技术构建改进的单元损伤变量D,对简支梁和连续梁有限元仿真得到的信号施加不同程度的噪声,考察噪声以及损伤位置和损伤程度对损伤识别效果的影响。验证基于转角信息重构的损伤识别方法的有效性。④对5片矩形截面简支梁分别进行振动测试。首先将采集的加速度响应信号通过小波软阈值去噪以提高信号的信噪比,然后采用随机子空间识别法提取5片简支梁损伤前后前3阶模态参数,最后分别采用模态柔度曲率差和基于转角信息重构的改进单元损伤变量对试验梁进行损伤识别,比较两种指标在去噪前后的识别效果。进一步验证了基于转角信息重构的损伤识别方法应用于实际结构损伤识别的可行性和优越性。

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 结构理论、计算 > 结构荷载与结构承载力 > 结构破坏与事故分析
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