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一般结构的损伤是通过可测量识别量的变化来直接进行识别的,例如对于一个剪切型结构,它的位移是可测的,可以通过侧向位移量的变化来识别刚度的变化,进而对结构中存在的损伤进行有效的识别。但是对于一个弯剪型的结构,当发生损伤时,除了位移发生变化外,还存在着转角,而转角通常不易测量的。所以一般的损伤识别方法难以识别这类结构的损伤。
本文就是在分析现有弯剪型结构损伤识别方法的基础上,研究了基于小波分析的结构损伤识别方法,由于小波变换具有自适应分辨分析的优良性质,因此非常适合用于结构损伤的识别。本文就如何对结构的损伤参数进行小波分析,并对如何通过小波分析识别弯剪性结构的损伤进行了初步研究,其主要思想是:不测量结构的转角,而是通过结构振型和能量的变化来进行损伤的分析,主要研究工作如下:
(1)对现有的结构损伤识别技术进行了综述,并根据各损伤识别技术的特点指出了其适用环境和优缺点,指出了今后结构损伤识别技术的发展方向。
(2)介绍了小波分析的主要理论和常用小波函数,并介绍了近年来小波分析在工程中的应用。
(3)对悬臂梁结构进行模态分析,得到悬臂梁结构的位移模态,并对它们分别进行小波变换,通过小波变换系数差和模态变化量的小波变化系数进行损伤的定位,得到了较好的识别效果,然后将这个方法应用于一个平面框架结构中,经分析知此方法对框架结构中的柱构件损伤有着较理想的识别效果。
(4)对平面框架结构进行激励,得到激励作用下的位移时程曲线,对损伤前后的数据进行小波包分解,通过小波包分量能量曲率差,进行损伤的定位和损伤程度的识别,得到比较理想的效果。