基于振动信息的船舶结构损伤识别研究

【摘要】：船舶与海洋结构物长期服役于海洋环境之中,复杂恶劣的海况会使结构腐蚀、老化直到出现损伤,因此,损伤识别对于保障结构安全运行具有重要的理论意义和工程应用价值。基于振动信息的结构损伤识别因其具有节省人力物力、测试简便、可在线实时监测等特点而得到关注。本文的主要内容是在学习损伤识别特征值方法和振动信号处理理论的基础上,研究基于结构振动信号时域特征分析技术的损伤识别。具体的研究内容如下:1.基于振动响应时域信号的损伤识别特征值方法的研究。基于结构损伤前后的振动时域信号,使用损伤识别特征值的平均曲率差法和曲率差概率法进行损伤识别,使用分形维数作为损伤识别特征值,使用损伤前后多次识别得到的分形维数曲率差平均值和曲率差概率值作为损伤识别指标,研究了在不同噪声水平下的识别效果,方法集合了几种数学工具的优点,得到了阶段性成果。2.基于振动信号处理提高损伤识别方法对微小损伤识别能力的研究。使用小波降噪、经验模态分解(EMD)和固有时间尺度分解(ITD)等方法对振动信号进行处理,基于处理后的信号使用分形维数曲率差法和曲率差概率法进行结构微小损伤的识别,得到了有益的结果。本文基于结构的振动信号进行损伤识别,对方法的抗噪声性能和提高方法对微小损伤的识别能力进行了探索,为船舶结构损伤识别和健康监测提供了技术支持。