算子自定义小波有限元理论及其在通信铁塔损伤诊断中的应用研究

摘要

近年来,由于疲劳、腐蚀、风振、地震、极端气候等复杂因素引起的通信铁塔损毁、倒塌事故层出不穷,其结构安全性评估和损伤识别受到了极大关注.现有的超声波、电涡流、磁粉以及放射性等检测方法在通信铁塔结构损伤检测上取得了较大进展,但这些方法大多只定性地给出了结构损伤特征,在大型结构损伤监测中存在实施困难、工艺复杂等问题.本项目旨在研究基于算子自定义小波有限元理论的通信铁塔结构损伤定量诊断方法与技术,具有重要学术意义和工程应用价值.针对通信铁塔损伤结构动力学特性方程的算子，构造具有尺度解耦特性和高阶消失矩的板、壳等多种类型算子自定义小波单元，建立损伤铁塔结构算子自定义小波有限元多尺度动力学模型，并构建精确的模态特性数据库。提出基于自适应总体平均经验模式分解和Laplace小波相关滤波方法的通信铁塔结构模态特性参数提取方法。提出具有优良的逼近与分类性能的光滑函数的支持向量机算法，提出基于算子自定义小波有限元和分布式粒子群支持向量机的铁塔结构损伤定量诊断方法与技术。本项目为通信铁塔结构损伤定量监测与安全运行提供理论依据和技术支持。