基于提升小波变换的简支梁损伤识别方法研究

摘要

随着桥梁建设事业的发展，结构新颖、造型独特的桥梁如雨后春笋般拔地而起。然而，由于桥梁在使用过程中受到外界环境、动静荷载等因素的影响，使得许多结构出现了老化、变形、开裂等问题，如果这些问题不能得到及时地发现和修复，就可能引发桥梁坍塌事故，从而造成桥毁人亡等悲剧的发生。因此，探究一种有效的损伤识别方法是十分必要的。
　　本文将提升小波变换应用到简支梁桥的损伤识别中，主要进行了以下几个方面的研究：
　　(1)分别以冲击荷载和移动的车辆荷载作为激励方式，并对不同激励作用下简支梁桥的动力响应进行提升小波变换，然后根据变换后信号分量的能量曲率构造相应的损伤指标来定位损伤位置，数值仿真结果表明，该方法的识别效果达到了预想的识别目标。
　　(2)分析了能量曲率法的噪声鲁棒性，结果表明该方法的抗噪性能较差，因此在进行损伤识别之前应首先对信号进行降噪处理，以保障识别结果的可靠性；讨论了荷载的移动速度、跳车现象以及测点疏密对损伤识别结果的影响；同时，根据理论模型与结构原型之间的相似关系设计了移动荷载作用下的实验模型，通过实验验证了该识别方法的有效性。
　　(3)提出了一种将提升小波变换与互相关函数相结合来识别简支梁损伤的方法，并且利用构造的损伤指标进行损伤定位。数值仿真和模拟实验结果表明，该方法能够明显且准确地定位损伤位置。同时，该方法展现出了良好的抗噪性能，因此更适用于工程实际。

目录

声明

字母注释表

第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 结构损伤识别的研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第二章 提升小波变换

2.1 提升小波变换的基本原理

2.2 提升小波变换的异常信号提取能力分析

2.3 本章小结

第三章 冲击荷载作用下简支梁的损伤识别研究

3.1 能量曲率构建失效度指标

3.2 数值仿真

3.3 实验验证

3.4 本章小结

第四章 移动荷载作用下简支梁的损伤识别研究

4.1 损伤指标的构建

4.2 数值仿真

4.3 实验模型设计及实验验证

4.4 本章小结

第五章 基于提升小波变换和互相关函数的简支梁损伤检测

5.1 损伤指标的提出

5.2 数值仿真

5.3 实验验证

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢