基于HHSA方法的结构系统识别与损伤诊断

摘要

近来一种新型而有效的数据分析技术-Hilbert-Huang Spectral Analysis(HHSA)在结构的系统识和别损伤诊断的研究中受到了广泛的关注.基于Hilbert-Huang谱分析方法(HHSA),提出了通过测量的结构响应的时间历程识别多自由度系统.使用带有间歇指标的经验模式分解(Empirical mode decomposition-EMD)方法将测量响应数据分解成各阶模态响应.然后对各阶模态响应进行Hilbert变换,得到瞬态幅值和相位角的时间历程,再运用线性最小均方拟合来识别自然频率、阻尼比、质量、刚度和阻尼矩阵.该文用数值仿真和实验研究方法对土木工程中典型的三层楼结构模型进行分析和识别.通过数值仿真和实验研究与理论值的比较来证明此方法对于系统识别和损伤诊断的有效性、精确性.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2结构健康监测的研究概况

1.2.1基本术语

1.2.2健康监测系统的组成

1.2.3研究概况

1.3结构健康监测中数据处理技术的研究概况

1.4本文的主要目的与内容编排

第二章HHSA方法和系统识别与损伤诊断

2.1多自由度脉冲激励的模态响应

2.2使用EMD方法得到的模态响应

2.3 Hilbert变换

2.4系统识别

2.4.1频率和阻尼比的识别

2.4.2质量，刚度和阻尼矩阵的识别

第三章仿真结构的系统识别

3.1模型仿真

3.2仿真结构的系统识别

3.2.1概述

3.2.2自然频率和阻尼比的识别

3.2.3模态振型、质量、刚度和阻尼矩阵的识别

3.3小结

第四章实验方案和实验结果

4.1实验目的

4.2实验仪器设备

4.3实验过程概述

4.4实验结果

第五章实验结构的系统识别和损伤诊断

5.1结构的系统识别

5.1.1概述

5.1.2自然频率和阻尼比的识别

5.1.3模态振型、质量、刚度和阻尼矩阵的识别

5.2结构的损伤诊断

5.2.1概述

5.2.2损伤结构的参数识别

5.2.3损伤位置和程度的确定

5.3小结

第六章结束语

6.1本文的主要贡献

6.2需要进一步研究的问题

参考文献

致谢