大型结构物在服役年限内将受到各种荷载的相互影响而产生损伤,特别是当损伤发生在结构的重要部件上时,破坏范围将迅速扩展,导致整个结构的失效。如果这些损伤不能及时被发现将有可能造成灾难性的后果。为了保证结构的安全运营,找出一种高效、实用的结构损伤识别方法是很有必要的。结构的损伤使得某些部位的刚度或质量发生变化,进而引起其力学特性的变化。损伤识别就是根据结构的力学特性的变化来判断结构物理损伤的理论与方法。基于结构动力特性的损伤检测方法,由于具备反映结构整体性质的特点,展示了传统的损伤检测方法所不具备的全局损伤检测能力,已成为国内外研究人员关注的热点。本文模拟了自升式海洋平台与大型桥梁结构的几种损伤工况,首先以几种模态分析法对结构的损伤情况进行识别,比较并归纳了这些方法的适用范围和对不同结构破损检测的灵敏程度。由于小波变换具有表征信号局部特征的能力,很适合探测信号中的瞬态反常成分,因此本文又将基于结构动力分析的方法和小波分析方法相结合,用于结构损伤检测。对于复杂结构可采用分段振型的方法,为了避免采用分段方法后因边界效应而引起的伪破坏,本文引入了模态扩展方法。对结构的模态进行扩展处理后,可准确地检测到结构端部或转折处发生的破损。从本文的模拟计算结果可以看出合理的选取模态类型与小波基函数,可成功地检测到结构的多损伤情况。此外,小波变换具有消噪的功能,它在消除非平稳信号中高频噪声的同时又能较好地保留原始信号的突变信息。到目前为止,已有很多方法被成功地应用到结构损伤检测中,但它们都有各自的局限性,且灵敏度和计算成本二者常常不可兼顾。所以对于某一特定结构的检测最好采用多种方法,以减少错误率,提高检测精度,并较完备地反映各部位的损伤情况。