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《湖南大学》 2004年
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基于小波分析的结构损伤诊断方法研究

任宜春  
【摘要】:小波分析是近十几年国际上掀起热潮的一个前沿领域,它被认为是傅立叶分析方法的突破性发展,是一种新的时—频两维分析方法。结构的损伤诊断技术是当前结构工程学科十分活跃的研究领域并有广阔的工程应用前景,相关的理论和技术正在不断发展。本文着重对小波分析方法在结构损伤诊断中的应用进行了研究。主要研究内容有: 利用小波奇异性检测原理识别梁结构的损伤位置与损伤程度;对带裂缝梁结构的振型函数和移动荷载作用下梁跨中的位移响应用Mexican Hat小波进行连续小波变换,通过小波系数出现模极大值来判别裂缝的位置,通过模极大值处的小波系数计算Lipschitz指数,由Lipschitz指数的大小来识别裂缝的深度;研究了裂缝位置、振型的测点距离、荷载的移动速度、噪声等因素对识别的影响;对损伤引起的某一区段刚度下降,采用Gauss3小波对梁结构的振型函数和移动荷载作用下跨中的位移响应进行连续小波变换,通过小波系数出现一正一负成对的极大值来识别损伤的位置;数值算例证实了该方法的有效性。 基于小波包分解,得到对损伤敏感频段的能量值构成的特征向量,并采用该特征向量作为损伤因子进行损伤诊断。完成了一根钢筋混凝土简支梁在不同损伤情况下的振动测试。并基于梁在脉冲荷载作用下的响应信号测试数据,用小波包分解技术识别了梁的损伤程度。 对基于复小波变换的振动信号瞬态参数提取原理进行了研究。对粘滞阻尼线性系统和立方非线性系统的自由振动响应进行Morlet复小波变换,从脊线上的小波系数提取瞬态参数从而识别固有频率、模态阻尼和非线性系数。通过三个数值算例,对单自由度线性系统、多自由度线性系统以及立方非线性系统进行了参数识别。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU317

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 要令;刘楚瑜;;小波分析在土木工程抗震方面的应用[J];中国建设信息;2010年07期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 谢献忠;结构动力学系统时域辨识理论与试验研究[D];湖南大学;2005年
2 常虹;基于小波分析和神经网络的结构损伤识别研究[D];吉林大学;2010年
3 连星;叠合板式剪力墙的抗震性能试验分析及理论研究[D];合肥工业大学;2010年
4 王楠;基于分形—小波的低速轴承磨损故障物理特征研究[D];东北大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张刚;基于振型小波分析的结构损伤识别研究[D];西南交通大学;2011年
2 龙昊鹏;基于弯扭信息的塔式结构损伤位置识别[D];燕山大学;2011年
3 林宝龙;小波变换在结构损伤识别中的应用研究[D];浙江大学;2006年
4 孙长城;基于应力波和小波分析的低速旋转机械故障诊断研究[D];沈阳工业大学;2006年
5 王春花;振动筛结构损伤故障诊断[D];太原理工大学;2006年
6 张斌;基于小波方法的结构损伤识别研究[D];南京理工大学;2006年
7 何振宇;基于小波分析和分形理论的结构损伤诊断[D];暨南大学;2006年
8 唐永刚;工程起重机桁架结构早期损伤的小波识别[D];大连理工大学;2007年
9 蔡正东;基于小波分析的桥梁结构损伤识别方法研究[D];武汉理工大学;2007年
10 张鹄志;基于小波分析的框架损伤诊断与在线监控[D];湖南大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 赵鹤翔,安利强,王璋奇;振动分析中非对称矩阵复特征值计算[J];华北电力大学学报;2002年04期
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6 潘翀,侯世英,吕厚余,李学远;基于小波包变换的电力系统谐波电流检测[J];华北电力大学学报;2005年01期
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9 王文圣;曹学伟;雷丹发;;小波网络模型在隔河岩水库径流预测中的应用[J];湖北水力发电;2005年04期
10 王仲民,戴士杰,岳宏,蔡鹤皋;基于小波变换的信号消噪[J];河北工业大学学报;2000年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 施式亮;何利文;伍爱友;李润求;;基于分形学的瓦斯爆炸事故时序数据分析模型及应用[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
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3 谢永;蔡国平;刘松;;基于输入和输出数据的柔性板的时域空间建模与主动控制研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
4 张凯;刘占芳;;离心场中悬臂梁的动频和椭圆运动性质[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
5 郭树起;杨绍普;;非均质变截面杆的自由振动[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
6 朱成华;;基于USB总线的弧焊电参数虚拟检测分析系统设计[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
7 张恩佳;周佳亮;;流固耦合技术在水轮机蝶阀活门动态特性分析中的应用[A];抽水蓄能电站工程建设文集2011[C];2011年
8 慕香永;裴润;刘志林;王经甫;;基于小波分析的船舶舵机加载系统多余力研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 杨辰龙;;曲面变厚度工件超声检测中的波形自动跟踪技术研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 王重阳;彭圆;张风珍;牟林;;CWT奇异值在水中目标回波信号特征提取中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 邹玮;荧光分子断层图像的重建技术研究[D];苏州大学;2010年
4 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
5 杨陈;低噪声轻量化单缸柴油机的虚拟设计技术研究[D];浙江大学;2009年
6 刘小根;玻璃幕墙安全性能评估及其面板失效检测技术[D];中国建筑材料科学研究总院;2010年
7 张校辉;互联网流量特性分析、建模及应用[D];解放军信息工程大学;2009年
8 王丽君;基于信号处理的氢燃料发动机优化控制[D];解放军信息工程大学;2010年
9 白羽;梁、板、网架结构损伤诊断研究[D];昆明理工大学;2008年
10 张峰;输电线路行波故障测距优化算法研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张伟杰;高层建筑和高耸结构的简化动力分析[D];河南理工大学;2010年
2 符俊杰;敷设粘弹阻尼的矿用溜槽振动特性研究[D];山东科技大学;2010年
3 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
4 陈林;基于GIS的流域水文数据的时空分析[D];山东科技大学;2010年
5 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
6 张磊涛;HHT在结构健康监测中的应用研究[D];浙江理工大学;2010年
7 赵乐乐;在役桥梁结构健康诊断与寿命预测技术研究[D];郑州大学;2010年
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9 俞顺;基于模型修正及体系可靠度的桥梁结构性能评价[D];郑州大学;2010年
10 胡玥;远程监护系统心电信号特征快速提取方法研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 侯宏花,郭保全,潘宏侠;小波分析在振动状态监测中的应用[J];华北工学院学报;2002年02期
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6 张东来,徐殿国,王炎;B-小波的特点及其在钢丝绳断丝信号处理中的应用[J];哈尔滨工业大学学报;1998年04期
7 徐超;张耀春;卢孝哲;;方形设肋薄壁钢管混凝土柱的恢复力模型[J];哈尔滨工业大学学报;2008年04期
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9 文莉,刘正士,葛运建;小波去噪的几种方法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2002年02期
10 叶献国,王海波,孙利民,左晓明,汪日光;钢筋混凝土桥墩抗震耗能能力的试验研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年09期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 田家勇;苏先樾;;裂纹梁中瞬态弯曲波的小波分析[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
2 李杰;陈隽;;高层建筑结构动力复合反演问题研究[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
3 师本强;;基于动柔度变化的结构损伤检测[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭国会;桥梁结构动力损伤诊断方法研究[D];湖南大学;2001年
2 纪跃波;多分辨时频分析理论与多功能时频分析系统的研究[D];重庆大学;2002年
3 付燕;人工地震信号去噪方法研究[D];西北工业大学;2002年
4 郭健;基于小波分析的结构损伤识别方法研究[D];浙江大学;2004年
5 李文英;大型振动筛动力学分析及动态设计[D];太原理工大学;2004年
6 徐丽;基于模态参数的混凝土框架结构损伤诊断研究[D];湖南大学;2004年
7 谢献忠;结构动力学系统时域辨识理论与试验研究[D];湖南大学;2005年
8 刁延松;基于神经网络和小波分析的海洋平台结构损伤检测研究[D];中国海洋大学;2006年
9 崔大光;型钢混凝土梁柱框支剪力墙抗震性能研究[D];同济大学;2006年
10 任宜春;基于小波分析的结构参数识别方法研究[D];湖南大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄晋英;发动机结构的有限元建模与动态特性分析[D];华北工学院;2000年
2 田瑞华;砼空心小砌块配筋砌体墙体的剪切承载力的试验研究与理论分析[D];西安建筑科技大学;2001年
3 朱忠奎;小波分析在变速箱齿轮故障诊断中的应用研究[D];合肥工业大学;2002年
4 张光颖;信号与振动分析系统[D];武汉理工大学;2002年
5 陈伟;应用神经网络技术的框架结构节点损伤诊断研究[D];武汉理工大学;2002年
6 方明霁;高层结构线弹性及弹塑性地震反应分析[D];大连理工大学;2002年
7 杜思义;桥梁结构损伤识别的应变模态方法研究[D];郑州大学;2002年
8 文莉;小波变换在去噪及结构动态特性分析中的应用研究[D];合肥工业大学;2002年
9 潘芹;卡尔曼滤波时域识别方法在损伤诊断中的应用研究[D];湖南大学;2002年
10 周小勇;小波分析在故障诊断中的应用[D];上海海运学院;2001年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 谢献忠;易伟建;王修勇;禹见达;;基于虚拟响应信号的结构参数时域辨识研究[J];计算力学学报;2007年06期
2 王永红;朱丽琴;;基于LabVIEW的刀具磨损监测分形识别平台[J];制造业自动化;2010年10期
3 刘志军;陈捷;;回转支承的故障监测诊断技术研究[J];现代制造工程;2011年11期
4 安金杰;;基于曲率模态和小波变换损伤位置识别[J];科技资讯;2010年11期
5 李力;曾德学;余新亮;;基于单片机的低速旋转机械转速测量系统设计[J];三峡大学学报(自然科学版);2012年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
2 常磊;结构地震能量反应分析及其在超高层巨型框架结构中的应用研究[D];合肥工业大学;2011年
3 荆龙江;预应力混凝土斜拉桥损伤识别理论及应用研究[D];浙江大学;2007年
4 刘锡军;结构损伤综合诊断理论与试验研究[D];中南大学;2006年
5 任宜春;基于小波分析的结构参数识别方法研究[D];湖南大学;2007年
6 姜增国;小波方法在桥梁结构损伤识别中的应用研究[D];武汉理工大学;2007年
7 常虹;基于小波分析和神经网络的结构损伤识别研究[D];吉林大学;2010年
8 连星;叠合板式剪力墙的抗震性能试验分析及理论研究[D];合肥工业大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周磊;振动筛分机械的动态特性分析与结构优化设计研究[D];河南理工大学;2010年
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3 纵瑞芳;基于荷载位置变动的梁式结构损伤识别的研究[D];武汉理工大学;2011年
4 龙昊鹏;基于弯扭信息的塔式结构损伤位置识别[D];燕山大学;2011年
5 徐洪雷;移动荷载作用下桥梁结构的损伤识别[D];河北大学;2011年
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9 钟晓林;基于小波分析的拱桥损伤识别研究[D];长沙理工大学;2012年
10 刘海兵;基于小波分析的梁桥结构损伤识别研究[D];大连理工大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 王亚勇,刘小弟,程民宪;建筑结构时程分析法输入地震波的研究[J];建筑结构学报;1991年02期
7 李洪泉,吕西林;钢筋混凝土框架地震损伤识别与采用耗能装置修复的试验研究[J];建筑结构学报;2001年03期
8 史治宇,罗绍湘,张令弥,丁锡洪;由试验模态数据检测结构破损的位置和大小[J];南京航空航天大学学报;1997年01期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 顾培英,陈厚群,李同春,邓昌;用应变模态技术诊断梁结构的损伤[J];地震工程与工程振动;2005年04期
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6 周宁娜;史兴岭;南洪;;论梁结构损伤的诊断方法[J];水利与建筑工程学报;2010年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 李华军;杨和振;;海洋平台结构参数识别和损伤诊断技术的研究进展——第十三届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2004年
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4 秦庆华;雷建平;路国运;;基于正应变比能的结构损伤位置识别[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
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6 李华军;杨和振;;海洋平台结构参数识别和损伤诊断技术的研究进展[A];工程力学学术研讨会论文集[C];2004年
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5 付东红;围产期脑损伤诊断可首选颅脑超声[N];中国医药报;2007年
6 见习记者 李凭;决战三十天确保“十一”通车[N];抚顺日报;2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 李慧;配电系统负荷数据处理方法的研究[D];中国农业大学;2005年
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10 余红英;机械系统故障信号特征提取技术研究[D];中北大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任宜春;基于小波分析的结构损伤诊断方法研究[D];湖南大学;2004年
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3 刘刚;基于小波分析的桥梁健康状态监测与损伤分析[D];交通部公路科学研究院;2006年
4 冯坤;空间钢结构损伤诊断方法研究及噪声敏感性分析[D];中国海洋大学;2011年
5 黄振兴;震后桥梁结构时频域损伤诊断研究[D];西南交通大学;2012年
6 谢建和;钢管混凝土拱桥的模拟损伤动力诊断分析[D];武汉理工大学;2004年
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8 刘松;基于HHSA方法的结构系统识别与损伤诊断[D];南京航空航天大学;2004年
9 谢斐;大跨径钢筋混凝土拱桥损伤诊断及其应用研究[D];中南林业科技大学;2009年
10 刘学武;复合材料大跨空间结构体系及其结构的智能损伤诊断研究[D];西安建筑科技大学;2003年
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