基于小波分析的梁結構裂縫檢測.pdf

1、結構裂紋給結構服役安全構成了嚴重的威脅,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。眾所周之,結構發(fā)生損傷后勢必會對結構動態(tài)特性產生影響,將結構固有頻率、阻尼、振型等量和結構損傷建立某種聯(lián)系并通過監(jiān)測這些量的變化來評估結構的服役狀況就是損傷檢測的主要內容。過去的40多年內,研究人員依據(jù)這一原理發(fā)展了許多結構損傷識別方法。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

2、研究人員的青睞。相關的理論和技術正在不斷的發(fā)展。
　　為了研究小波方法在結構損傷診斷中的規(guī)律,本文分別對梁結構的振型函數(shù)小波變換進行裂縫識別和對利用撓度曲線小波變換分析,通過小波系數(shù)在空間域上的突變可以清楚的識別出裂紋在懸臂梁上的空間分布,通過Lipschitz指數(shù)的大小可對損傷程度進行識別;同時,對母小波基的選擇,振型模態(tài)的選擇進行了深入探討,并研究了裂縫數(shù)量、裂縫位置、截面尺寸、梁長以及結構材料對Lipschitz指數(shù)的影響。

3、
　　通過本文的研究,本文作者認為:在小波基的選擇方面,消失矩為2的Gaus2小波無論在裂縫位置還是損傷程度的診斷效果上都要比消失矩較高的Gaus3和Gaus4小波好;在振型模態(tài)的選擇方面,關鍵是要避免振型函數(shù)的小波系數(shù)在裂縫位置處太小或者剛好為0,這樣會使得裂縫處的小波系數(shù)模極大值峰太小或者消失,考慮到一階振型容易測量而且受噪聲影響較小,本文認為可以選一階振型進行檢測,如有需要則再選用高階振型進行補充;對于Lipschitz指數(shù)

4、,其僅隨裂縫深度的增加而減小,其受裂縫數(shù)量、裂縫位置、梁截面尺寸、梁長以及結構材料的影響很小,可以忽略;在利用撓度曲線進行裂縫損傷識別方面,靜態(tài)分析時算得的Lipschitz指數(shù)和動態(tài)分析時算得的Lipschitz指數(shù)差別不大,且靜載荷力的大小以及作用位置對Lipschitz指數(shù)的大小的影響較小,可以忽略。
　　本文結論證實了小波方法在梁結構損傷識別中的有效性和可行性。雖然本文主要以梁結構為例,但本文作者認為本文方法同樣適用與其它