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《西安建筑科技大学》 2008年
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基于小波分析的结构损伤检测

张宇  
【摘要】: 大型结构在长期使用中会因各种因素而产生损伤和退化,如果没有被及时发现和采取必要的措施,将可能发生严重的事故,造成生命和财产的巨大损失。因此,对结构的健康状况进行适时的评估变得尤为重要,而损伤识别则是结构健康检测中的一项关键技术。在土木、机械以及航空工程等领域,利用结构动力特性的改变对损伤进行识别,已经成为一个受到广泛关注的研究方向。 本文对多种基于结构动力特性的损伤识别方法进行了分析和评述,分别用模态分析和瞬态分析对结构的损伤问题进行了探讨,随后选择用小波变换分解结构动力响应信号得到的小波包能量谱来研究结构的损伤检测问题。 首先,建立结构的有限元模型,利用ANSYS软件研究了因损伤而引起的结构的模态参数的变化,并求出其动力响应。 其次,对结构模型进行瞬态分析。假定给结构突然施加脉冲荷载,得到结构的动力学响应信号,然后利用MATLAB中小波分析将动力响应信号分解得到子信号,求出各阶子信号的能量谱,再得到结构损伤前后的能量谱的变化量。 最后,通过比较损伤前后小波分解子信号的差异和能量谱的变化,列出由于损伤程度和位置不同,结构模态参数和小波子信号能量谱所产生的变化,以用于结构的在线损伤检测。 本文通过对一大跨度桥梁结构的损伤进行了分析,结果表明基于小波分析的结构损伤检测是可行的。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U441.4;U446

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘燕;基于静动力特性的区段锈蚀梁损伤研究[D];重庆大学;2011年
2 郑晓洁;苹果树腐烂病预测模型研究[D];西北农林科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 丁幼亮;李爱群;缪长青;;基于小波包能量谱的结构损伤预警方法研究[J];工程力学;2006年08期
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3 张启伟;大型桥梁健康监测概念与监测系统设计[J];同济大学学报(自然科学版);2001年01期
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5 宗周红,任伟新,阮毅;土木工程结构损伤诊断研究进展[J];土木工程学报;2003年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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2 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
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨风艳;基于振动测试的结构损伤诊断方法研究[D];中国海洋大学;2006年
2 朱子;基于振动特性的结构损伤识别理论与方法研究[D];清华大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 郭献忠;曹新明;;区域约束混凝土轴心受压短柱的非线性分析[J];四川建筑科学研究;2009年04期
10 李扬;李自力;;铅芯橡胶支座参数对隔震储罐地震响应的影响[J];四川建筑科学研究;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李建业;曹红胜;李波;吴国强;郑科;;局部随机腐蚀对双层柱面网壳稳定性影响的数值分析[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
2 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
3 朱虹;施嘉伟;吴智深;Hesham Diab;;快速荷载下FRP片材-混凝土界面性能试验研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
4 陈召;;振动法识别张弦结构的索力[A];第十一届后张预应力学术交流会论文集[C];2011年
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6 刘昱;王涛;弭艳;肖辉衡;高岩;;基于应变式力传感器的桥梁无线动态测试系统的研究[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
7 葛东明;;面向控制的弹性高超声速飞行器一体化解析式建模[A];全国结构振动与动力学学术研讨会论文集[C];2011年
8 张永乐;杨建超;唐德高;;爆炸冲击震动下浮放设备的抛离分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
9 刘哲;彭俊生;;利用超单元法研究双塔结构的自振特性[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
10 王月桂;杨海杰;高明亮;姜浩;;防护门抗爆炸冲击波的试验研究[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭庆勇;非保守系统Fourier卷积型拟变分原理研究及应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王学庆;考虑土—结构动力相互作用的巨型框架隔震悬挂结构动力响应分析[D];辽宁工程技术大学;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 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
5 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
6 白羽;梁、板、网架结构损伤诊断研究[D];昆明理工大学;2008年
7 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
8 刘向东;24kV永磁机构真空断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
9 赵平;高速铁路站场设计及参数优化研究[D];北京交通大学;2011年
10 郭猛;框架—密肋复合墙结构抗震性能与设计计算方法研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛志鹏;断层活化导致井巷破坏的数值模拟分析[D];河南理工大学;2010年
2 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
3 许宏成;拉索预应力双曲抛物面网壳结构受力性能研究[D];山东科技大学;2010年
4 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
5 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
6 李全;驱动滚筒仿生表面增摩技术研究[D];山东科技大学;2010年
7 何敬玉;罗茨鼓风机振动噪声分析与数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
8 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
9 史永伟;轮式装载机驱动桥多体动力学仿真分析[D];浙江理工大学;2010年
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张大为;李鑫;尹翔宇;马丽;赵宁娟;杨香妮;;洛川苹果园害虫管理标准化现状探析[J];安徽农业科学;2007年09期
2 张水清;黄绍敏;郭斗斗;杨尊玉;;基于主成分分析法的土壤肥力评价[J];安徽农业科学;2011年02期
3 陈亚玲;魏红妮;;苹果树腐烂病发生原因及综合防治[J];北方果树;2008年02期
4 马志峰;王荣花;刘文国;康克功;高平文;;陕西渭北地区盛果期苹果树腐烂病调查研究[J];北方园艺;2007年10期
5 王景尧;宋梅;张勇;张英海;;认知网络中基于小波分析的切换判决[J];北京邮电大学学报;2010年06期
6 方健;李自品;彭辉;戴思初;吴晓文;;基于主成分分析法的BP神经网络的应用[J];变压器;2011年01期
7 薛荆岩;孙来军;涂磊;;小波神经网络在黄豆含水率测量中的应用[J];传感器与微系统;2008年08期
8 王智文;张记龙;王志斌;陈媛媛;;一种基于神经网络的混合气体体积分数预测模型[J];传感器与微系统;2011年03期
9 廖捷;;小波分析在我国东部土壤湿度变化研究中的应用[J];长江流域资源与环境;2010年S2期
10 罗跃纲,陈长征,曾海泉,闻邦椿;基于信息融合的集成小波神经网络故障诊断[J];东北大学学报;2002年08期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 张新红;小波网络理论及其在经济预测中的应用研究[D];天津大学;2003年
2 廖忠;小波网络及其在水轮机调节系统中的应用研究[D];河海大学;2005年
3 文鸿雁;基于小波理论的变形分析模型研究[D];武汉大学;2004年
4 郑军;小波理论在系统建模与控制中的若干应用研究[D];浙江大学;2005年
5 陈柳;小波分析和神经网络应用于大气污染预测的研究[D];西安建筑科技大学;2006年
6 苗艳姝;城市燃气负荷预测的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 侯霞;小波神经网络若干关键问题研究[D];南京航空航天大学;2006年
8 祝伟民;基于小波神经网络的区域景观生态评价研究[D];南京农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 史舵;基于主成分分析方法的蛋白质亚细胞定位[D];大连理工大学;2010年
2 杨明;锈蚀钢筋混凝土梁受弯性能研究[D];东南大学;2006年
3 马晓东;陕西苹果腐烂病的发生规律及其无公害化学防治新技术的研究[D];西北农林科技大学;2007年
4 薛圣广;钢筋非均匀锈蚀引起的混凝土保护层开裂有限元分析[D];西安建筑科技大学;2008年
5 杨涛;基于静动力测量数据的随机结构损伤识别研究[D];武汉理工大学;2008年
6 李多田;基于小波分析的结构无损检测的应用研究[D];安徽理工大学;2008年
7 王涛;基于振动特性的结构损伤识别方法与试验研究[D];北京工业大学;2009年
8 余钰炜;小波变换及小波网络在化工控制中的应用[D];厦门大学;2009年
9 刘红坡;小波分析及其在复杂结构损伤识别中的应用研究[D];南京理工大学;2009年
10 杭彧;局部锈蚀钢筋混凝土梁受弯性能的数值模拟研究[D];江苏大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 谭东阳;锈蚀钢筋混凝土粘结性能试验研究[D];重庆大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁慎芳,陶宝祺,朱晓荣,石立华;应用小波分析及主动监测技术的复合材料损伤监测[J];材料工程;2001年02期
2 黄崇福;模糊人工神经元网络在地震工程中的应用[J];地震工程与工程振动;1993年02期
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4 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
5 史治宇,张令弥,吕令毅;基于模态应变能诊断结构破损的修正方法[J];东南大学学报(自然科学版);2000年03期
6 赵玲,李爱群,陈丽华;基于结构测试的损伤诊断方法研究[J];东南大学学报(自然科学版);2003年05期
7 丁幼亮,李爱群,韩晓林;基于小波包分析的结构实时损伤报警数值研究[J];东南大学学报(自然科学版);2003年05期
8 李春雨,盛昭瀚;前馈神经网络的逐层优化学习算法[J];东南大学学报;1997年01期
9 丁幼亮,李爱群,缪长青;大跨桥梁结构损伤预警的基本原理与方法[J];防灾减灾工程学报;2005年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 唐小兵;沈成武;巫影;;裂纹对空间框架固有频率影响的数值分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2001年
2 杨和振;李华军;黄维平;;基于动力响应测试的海洋平台结构损伤诊断[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 谢峻;基于振动的桥梁结构损伤识别方法研究[D];华南理工大学;2003年
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3 王建中,程文华,黄之初,张晖;机电设备故障特征的小波识别[J];武汉工业大学学报;2000年05期
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5 张广莹,邓正隆;小波分析在系统辨识中的应用[J];电机与控制学报;2002年01期
6 刘天军;小波分析在印刷机故障诊断中的应用[J];噪声与振动控制;2002年06期
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9 李明喜;吴鸿霞;;基于小波变换和中值滤波的图像去噪方法研究[J];黄石理工学院学报;2007年03期
10 曾致远;陈少辉;王乘;鄢铁平;;基于均方能量的退化图像融合研究[J];水电能源科学;2007年04期
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2 田延安;王建文;杨莉;;小波技术与神经网络在齿轮诊断中的应用[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
3 陆费东;蒋爱平;;小波分析在控制中的应用及展望[A];第一届中国智能计算大会论文集[C];2007年
4 陆费东;蒋爱平;;小波分析在控制中的应用及展望[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
5 王德育;张玉民;韩枫;杨志猛;;宿州市暴雨日的变化特征分析[A];第26届中国气象学会年会气候变化分会场论文集[C];2009年
6 李玮;王汉杰;周红;;小波分析在气象图像压缩中的应用[A];第十三届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2001年
7 侯宏花;陈树越;郭保全;;基于小波分析的SARS胸片图象增强[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年
8 徐小顺;张瑞建;;基于动态信号处理的煤粉浓度在线监测系统[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
9 徐小顺;张瑞建;;基于动态信号处理的煤粉浓度在线监测系统[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
10 仲崇霞;杨廷高;;综合脉冲星时算法的小波分析与维纳滤波方法[A];2005年全国时间频率学术交流会文集[C];2005年
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1 本报通讯员 阳雄 周振彦;李建平:我要让世界颤动一下[N];科技日报;2002年
2 阳雄;李建平:前沿课题敢“弄斧”[N];解放军报;2002年
3 记者 徐斌;重庆紧缺人才招聘会昨在香港举行[N];重庆日报;2005年
4 本报记者 李其碧;自我加压全力以赴拓市场[N];西南电力报;2009年
5 健康时报记者 王志胜;男人39岁开始易心梗[N];健康时报;2008年
6 姜丽丽;颤振试飞急先锋[N];中国航空报;2005年
7 本报记者 陈建强;学科建设:南开“211工程”的龙头[N];光明日报;2001年
8 本报记者 罗利;走大众化品牌的道路[N];计算机世界;2002年
9 本报记者 李兰;太阳黑子周期[N];科技日报;2002年
10 姜蓉;产权式商铺:“到口肥肉”缘何变成“烫手山芋”[N];中国经营报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 任宝生;碎屑岩储层建模方法研究[D];西南石油学院;2005年
2 刘育明;动态过程数据的多变量统计监控方法研究[D];浙江大学;2006年
3 陈柳;小波分析和神经网络应用于大气污染预测的研究[D];西安建筑科技大学;2006年
4 张征平;异步电动机早期故障检测的小波分析方法研究[D];华南理工大学;2002年
5 廖忠;小波网络及其在水轮机调节系统中的应用研究[D];河海大学;2005年
6 陈世国;数字核仪器系统中高斯成形滤波的设计与实现[D];四川大学;2005年
7 李登高;基于小波的多分辨率数字几何造型技术的研究[D];清华大学;2006年
8 佟伟民;股指期货交易中操纵行为识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 何峰江;声反射成像测井仪器仿真及波形处理技术研究[D];石油大学(北京);2005年
10 张健;提高制浆蒸煮过程纸浆Kappa值软测量精度的研究[D];华南理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜会亮;基于整数小波变换的静态图像压缩技术的研究及实现[D];扬州大学;2005年
2 王轶;基于数据挖掘的机车牵引变流器故障诊断[D];西南交通大学;2005年
3 王茜;心脏泵血功能储备测量仪的研究[D];重庆大学;2005年
4 马强;小波分析与图像处理系统的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
5 成敬周;模糊理论在超高压线路保护中应用的研究[D];华北电力大学(河北);2005年
6 李永进;基于小波分析的故障诊断系统的研究与实现[D];武汉科技大学;2005年
7 汪汇兵;基于小波分析的空间数据在线式多尺度表达[D];武汉大学;2004年
8 张飞;心电信号检测算法研究[D];中南大学;2005年
9 朱少辉;探地雷达在高等级公路质量检测中的应用研究[D];吉林大学;2006年
10 黄嘉;针对主减速器质量评价的振动信号分析技术研究[D];电子科技大学;2006年
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