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基于小波分析方法对管道损伤识别的研究

张小良  
【摘要】:为了研究管道的损伤识别问题,本文首先就课题的研究背景及研究意义作了一个简短的介绍,并对目前的损伤识别技术也进行了概括。在分析国内外的研究情况后决定将小波分析方法应用于管道的损伤识别。 为了能够对管道的损伤程度进行定量分析,本文提出了Lipschitz指数指标。在文中将连续小波变换方法结合Lipschitz指数指标应用于带损伤管道的模态振型,数值模拟结果与实验结果证明这些方法结合起来不仅能检测出多处损伤,而且能对各处损伤程度有一个精确的定量分析。 为了完善模态参数在小波分析方法中的应用,本文提出了模态响应指标,该指标较模态振型更接近于管道在加载过程中的实际情况。仿真算例表明将该指标应用于管道的损伤识别并结合Lipschitz指数指标及小波分析方法,能够精确检测出管道多处损伤的位置,对损伤程度也能进行定量分析。 鉴于目前移动荷载在现实中的广泛存在,本文将移动荷载引入管道的损伤识别,通过对在移动荷载作用下某个节点的响应偏差进行连续小波变换,结果不仅能检测出管道损伤的位置,而且对管道的损伤程度也能定量分析,并且节点响应偏差法较节点响应法更敏感。 与小波分解相比,小波包分解能够对细节系数进行分解,也即是高频部分进行分解。本文提出将小波包分解方法应用于管道的节点响应,得出各个节点的能量率指标,并利用数理统计方法对管道上各个节点的能量率进行统计分析,结果表示该法不仅能确定管道的损伤位置,而且还能对管道损伤程度的定量分析作一个初步的研究。


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