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《中南大学》 2006年
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结构损伤综合诊断理论与试验研究

刘锡军  
【摘要】: 结构动力损伤识别是当前土木工程领域一个前沿研究课题,与高效率、高精度的信号采集和分析仪器相结合,基于动力测试的系统识别技术正逐步成为工程结构健康检测的重要手段。由于测试仪器和技术的原因,实际工程中一般难以获得结构楼层的转角信息,这是短期内难以解决的问题。剪切结构模型是房屋建筑中最常用的一种简化模型,基于剪切模型的时域法参数识别,具有不需要转角位移信息的特点,该模型适用于目前检测技术的要求。此外,地脉动环境激励是一种容易实现、费用低、对环境影响小的激励方式。但由于这种信号的信噪比低,信息处理困难,实际中结构参数识别效果不理想。基于上述考虑,本文主要针对地脉动激励作用下,剪切结构模型的物理参数识别进行如下几方面的研究工作: 1.结构参数识别基本理论和噪声对结构参数识别影响的研究。本文详细地研究了地脉动激励下的结构动力响应参数识别,对频域法和时域法参数识别进行比较。探讨了噪声、结构损伤程度对频域法和时域法参数识别结果的影响进行了研究。编写了频域法结构模态、物理参数识别和基于剪切模型的时域法物理参数识别程序,进行了大量的数值仿真和分析。 2.信号去噪理论与方法研究。在充分考虑线性动力系统的时域响应特性以及小波包分析的频域空间剖分特性的基础上,作者提出了一种结构特征信息提取的信号去噪新方法。并从理论上证明了结构特征响应中包含有结构系统的动力响应信息,利用该信号可以进行结构系统的动力识别,并取得了较好的识别效果。结构特征信号的提取,实际上也是一种较好的去噪方法,并在数值计算和试验中得到了验证。 3.基于“能量—损伤”的频域法。当结构出现损伤或称系统出现故障时,其传递函数将会改变,不同频率的幅频特性和相频特性将会有不同程度的改变。从幅频特性来说,它主要表现在对不同频率段的输入信号具有不同的抑制和增强作用。本文提出采用“能量—损伤”法进行结构损伤识别,并进行了数值仿真计算,探讨了这种精细频域方法在结构损伤识别应用的可能性。采用随机数据处理方式,建立了“特征向量—损伤状态”状态关系。 4.信息不完备测试信息的时域辨识研究。在实际工程中,往往无法一次性获得全部楼层加速度、速度和位移信息,这些都属于信息不完备的情况。在速度、位移未知的情况,本文对数值积分误差、积分初值等问题进行了理论研究,提出了积分误差和积分初值作为低频趋势影响的概念,并利用小波包消除这些误差的影响,大大提高了参数识别精度。对于一次不能获得全部加速度的情况,作者对子结构动力参数识别模型和参数识别方程进行了研究,编写了子结构参数识别程序,并进行数值仿真计算和试验,其结果表明,本文提出的子结构参数识别结果与信息完备参数识别结果得到较好的吻合。 5.钢—混框架模型物理参数识别试验研究。首先对模型进行了静力试验,获得较准确的静力参数值,通过D值法和试验修正,获得各层的刚度值。作者根据地脉动加速度响应,分别采用频域法和时域法进行层刚度识别研究。频域法虽然能获得前3阶的固有频率和模态,但无法根据剪切模型识别结构物理参数。通过信息完备和子结构时域法参数识别,验证了本文提出的时域法辨识理论和方法在工程结构动力检测应用中的有效性,基于剪切模型的时域法也可以识别一般框架结构的物理参数。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU311.3

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 周后志;框架结构特征信息提取及其物理参数识别研究[D];湖南科技大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈隽,李杰;部分输入未知条件下的结构系统识别研究[J];地震工程与工程振动;1998年04期
2 李杰,陈隽;结构参数未知条件下的地震动反演研究[J];地震工程与工程振动;1997年03期
3 张磊,潘泉,张洪才,戴冠中;一种子波域滤波算法的改进[J];电子学报;1999年02期
4 李戈,秦权,董聪;用遗传算法选择悬索桥监测系统中传感器的最优布点[J];工程力学;2000年01期
5 易伟建,刘霞;基于遗传算法的结构损伤诊断研究[J];工程力学;2001年02期
6 郭汉伟,何建国,尹家贤,刘培国,刘克成;基于多分辨分析的数值积分算法[J];国防科技大学学报;2000年04期
7 张森文,曹开彬;计算结构动力响应的状态方程直接积分法[J];计算力学学报;2000年01期
8 李杰;基于微分算子变换的广义卡尔曼估计方法[J];计算结构力学及其应用;1995年04期
9 李杰,陈隽;未知输入条件下的结构物理参数识别研究[J];计算力学学报;1999年01期
10 王学敏,黄方林,陈政清;EMD方法在消除桥梁振动信号局部强干扰中的应用[J];机械强度;2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 付燕;人工地震信号去噪方法研究[D];西北工业大学;2002年
2 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
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴大宏,赵人达;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究初探[J];四川建筑科学研究;2002年03期
2 淡丹辉,何广汉;智能桥梁结构的智能计算方案及其初步实现[J];四川建筑科学研究;2002年04期
3 王利恒;周锡元;阎维明;;结构损伤检测方法的一些新进展[J];四川建筑科学研究;2005年06期
4 刘荣桂;蒋峰;谢桂华;李成绩;蔡建良;;多管式烟囱钢内筒安装可靠性分析初探[J];四川建筑科学研究;2006年03期
5 吴体;肖承波;熊峰;;建筑结构中的振动问题与对策[J];四川建筑科学研究;2006年06期
6 张华智;冯毅芳;;利用小波分析方法识别结构模态参数[J];四川建筑科学研究;2007年06期
7 周俐俐;曹国;张欣;;基于单元平均应变的结构多损伤静态识别[J];四川建筑科学研究;2007年06期
8 周俐俐;沈鹃;;基于曲率模态和柔度曲率的变截面钢梁多损伤静态识别[J];四川建筑科学研究;2008年03期
9 冉志红;李乔;单德山;唐亮;;影响矩阵法在南京长江三桥状态识别中的应用[J];四川建筑科学研究;2008年04期
10 陈文元;赵雷;杜斌;;频率与振型对剪切型结构层间刚度的灵敏度分析[J];四川建筑科学研究;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 李翔晟;;基于系统辨识液压变量泵的效率模型研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
3 郑子君;陈璞;王大钧;;欧拉梁的有限元模型的模态的振荡性质[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
4 李会军;王启刚;季刚;马增良;;一种基于M序列的噪声模型辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 张红良;吴文启;胡小平;;一种新的里程计刻度因子在线辨识算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 侯志祥;;基于混合遗传算法的连续系统参数辨识[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 陈慧波;丁锋;;基于输出快采样数据的确定性系统最小二乘盲辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 陶新民;杜宝祥;徐勇;;基于Lyapunov指数的一类轴承故障检测研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 刘衍平;张刘斗;;电子设备机柜结构的模态分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 邓忠华;李曦;叶小萌;;凹版套色印刷系统的模型控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡智富;脉压雷达信号的识别与参数估计算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张春玉;预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘营;雷达图像编码器的并行处理研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 沈郑燕;声纳图像去噪与分割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 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
7 冯麟涵;舰船系统抗冲击性能全局优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 包兴先;基于模型定阶和信号消噪的海洋平台结构模态参数识别研究[D];中国海洋大学;2010年
9 张敏;固定式海洋结构模型转换与动力特性研究[D];中国海洋大学;2010年
10 全惠敏;电能质量相关信号的S变换检测算法及应用研究[D];湖南大学;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 苏永敏;线性流形上几类矩阵方程的最小二乘解及最佳逼近解[D];河南理工大学;2010年
3 李承宽;振动杆的几类反问题[D];南昌航空大学;2010年
4 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
5 李洪琴;基于振动模态分析和BP网络的桥梁损伤识别研究[D];山东科技大学;2010年
6 张明军;基于小波包最优树的图像融合技术研究[D];山东科技大学;2010年
7 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
8 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
9 张庆伟;基于小波变换的阈值图像去噪方法[D];山东科技大学;2010年
10 田键;磁粉检测系统中图像增强的方法研究[D];长春理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗续成;实时加权递推最小二乘估计及其初步应用[J];导弹与航天运载技术;1995年01期
2 郭汉伟,何建国,尹家贤,刘培国,刘克成;基于多分辨分析的数值积分算法[J];国防科技大学学报;2000年04期
3 刘轩黄;严格的最小二乘递推算法[J];海南大学学报(自然科学版);2000年03期
4 张森文,曹开彬;计算结构动力响应的状态方程直接积分法[J];计算力学学报;2000年01期
5 赵昕,李杰;一类加权全局迭代参数卡尔曼滤波算法[J];计算力学学报;2002年04期
6 李杰;基于微分算子变换的广义卡尔曼估计方法[J];计算结构力学及其应用;1995年04期
7 汪梦甫,周锡元;结构动力方程的更新精细积分方法[J];力学学报;2004年02期
8 张洪钺,黄劲东,范文雷;全最小二乘法及其在参数估计中的应用[J];自动化学报;1995年01期
9 韩震宇,申旭娟,石章林;信号的多分辨率分析及其在消噪中的应用[J];四川联合大学学报(工程科学版);1999年01期
10 岳珠;加权最小二乘估计的影响探测[J];山西师大学报(自然科学版);1997年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 付燕;人工地震信号去噪方法研究[D];西北工业大学;2002年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 詹瑒;结构物理参数时域识别方法的研究[D];南京林业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈隽,李杰;部分输入未知条件下的结构系统识别研究[J];地震工程与工程振动;1998年04期
2 李杰,陈隽;结构参数未知条件下的地震动反演研究[J];地震工程与工程振动;1997年03期
3 章珂,刘贵忠,邹大文,钱俊生,李凤歧;二进小波变换方法的地震信号分时分频去噪处理[J];地球物理学报;1996年02期
4 李世雄;一维波动方程的奇性反演与小波[J];地球物理学报;1995年01期
5 唐隆基,李文,邓阳生;关于解地球物理中病态方程的若干问题[J];地球物理学报;1995年01期
6 董聪;广义遗传算法[J];大自然探索;1998年01期
7 陈德智,唐磊,盛剑霓,王恒利;由小波变换的模极大值快速重构信号[J];电子学报;1998年09期
8 张磊,潘泉,张洪才,戴冠中;一种子波域滤波算法的改进[J];电子学报;1999年02期
9 费佩燕,刘曙光;小波分析应用的进展与展望[J];纺织高校基础科学学报;2001年01期
10 刘迎曦,李守巨,李正国,陈昌林,路振刚;岩体渗透系数反演的数值方法及其适定性[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2000年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 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
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 付燕;人工地震信号去噪方法研究[D];西北工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 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
2 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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1 A.Hac;P.D.Spanos;李宜筠;;系统参数识别的时域法[J];火控雷达技术;1992年04期
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9 王全忠,刘丽梅;多变量控制理论在热工过程控制中的应用综述[J];电力学报;1996年01期
10 刘锡军;何继善;周后志;;一种提高时域参数识别精度的新方法[J];机械强度;2007年06期
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2 龚冶平;邓小波;;频域法检测心室晚电位56例分析[A];第二届全国心功能学术研讨会论文摘要汇编[C];1990年
3 薛梦驰;;单模光纤偏振模色散(PMD)的测试[A];四川省通信学会1998年学术年会论文集[C];1998年
4 夏巍;倪樵;杨智春;;超声速飞行器壁板非线性颤振响应分析的时域法与频域法对比研究[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
5 刘文峰;柳春图;;大跨度斜拉桥的参数识别[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
6 周启明;李小伟;黄聪顺;;多芯电缆屏蔽效能的脉冲电流注入法测量[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
7 牛华伟;陈政清;;桥梁断面气动导数识别的三自由度强迫振动频域法[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集(中册)[C];2007年
8 刘进明;应怀樵;沈松;应明;;连续波形频域快速滤波和重构的算法[A];第二十一届全国振动与噪声高技术及应用学术会议论文集[C];2008年
9 李卓球;张华;;正交各向异性圆柱壳的性能参数识别[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
10 韩大建;陈太聪;;节段施工过程中基于随机分析的参数识别新方法[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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1 本版编辑 唐克旺 中国水利水电科学研究院水资源所 教授级高级工程师 陈家军 本报记者 汪栋;科学评估地下水系统的模拟技术[N];中国水利报;2006年
2 ;机器人除杂草先修分类课[N];大众科技报;2003年
3 张宗春;交换机的监控和管理[N];计算机世界;2002年
4 记者 刘布阳 胡颂平;坝陵河特大桥梁建设关键技术研究通过验收鉴定[N];中国交通报;2011年
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1 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
2 郭震山;桥梁断面气动导数识别的三自由度强迫振动法[D];同济大学;2006年
3 罗延忠;桥梁结构气动导数识别的理论和试验研究[D];湖南大学;2008年
4 蔡元奇;时域内动态载荷识别理论及实施技术研究[D];武汉大学;2004年
5 牛华伟;气动导数识别的三自由度强迫振动法及颤振机理研究[D];湖南大学;2008年
6 董清华;地基、结构及其相互作用系统参数识别理论[D];西安建筑科技大学;2004年
7 刘增荣;层状动力地基、贮仓结构、层状地基—贮仓结构相互作用系统的参数识别[D];西安建筑科技大学;1999年
8 魏连伟;基于人工智能技术的地下水系统参数识别研究[D];天津大学;2004年
9 王建平;复杂环境模型参数识别的软计算技术及其应用研究[D];清华大学;2005年
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1 刘蕾蕾;基于曲率模态分析的梁桥损伤识别研究[D];西南交通大学;2007年
2 何鹍;时域模态分析方法在桥梁动态无损检测中的应用研究[D];吉林大学;2008年
3 殷大勇;感应电动机稳态模型参数识别及其装置[D];广东工业大学;2006年
4 毛昌庆;单桩竖向承载力的试验研究与建模分析[D];武汉理工大学;2008年
5 郭显平;机床固定结合部动力学建模及影响因素研究[D];华中科技大学;2008年
6 韩会斌;机床结合面阻尼系数识别研究[D];北京工业大学;2001年
7 梁志强;加工中心整机试验模态分析及主要结合部参数识别方法研究[D];昆明理工大学;2004年
8 杨雅勋;PC连续刚构桥施工控制技术研究与应用[D];长安大学;2005年
9 刘振营;磁悬浮转子系统参数识别及实验研究[D];武汉理工大学;2006年
10 任峤;连续刚构桥施工控制理论及其工程应用[D];武汉理工大学;2006年
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