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1.
利用HHT方法分析了线性SDOF体系在共振状态下的强迫动力响应,系统地研究了线性SDOF体系在简谐波、线性调频波与正弦调频波输入下处于共振状态时结构动力响应的H ilbert谱与本征模态函数的特征,并且将H ilbert谱、Morlet小波谱及Fourier幅值谱所蕴含的物理意义及分辨率特性进行了比较。研究结果表明,与Fourier幅值谱相比,H ilbert谱在刻画非平稳时程的某些时变特征方面更加直观,其物理意义更加明确,而与Morlet小波谱相比H ilbert谱则具有较高的分辨率。 相似文献
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分析地震动的频谱周期参数和频率非平稳特征,是地震危险性分析和结构抗震设计的重要内容.本文对近断层地震动记录按照不同的运动特征分组,进行了Hilbert-Huang变换分析.结合相关的定义得到了表征地震动频谱特性的7个周期参数,包括:Fourier幅值谱平均周期Tm、Hilbert边际谱平均周期Tmh、特征周期Tc、卓越周期等,并计算了地震动的Hilbert谱瞬时频率时程变异系数.计算结果表明,从整体上把握地震动频谱特性的三个周期参数Tm 、Tmh 和Tc适合于表征近断层地震动的频谱成份.近断层地震动的频率非平稳特征显著,Hilbert谱瞬时频率变异系数良好地反映了地震动的频率非平稳性质和程度.而且,考察了近断层地震动运动特征对地震动频谱周期参数和频率非平稳性的影响. 相似文献
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讨论非平稳、非线性局域波信号分解方法的物理意义和自适应性，数值实现三种局域波分解算法，研究局域波分解在地震信号时频分析中的应用方法和实践.通过Hilbert变换得到地震信号时频分布特征，与Fourier变换谱物理意义不同.采用一定的计算策略，改善瞬时频率计算精度，突出瞬时频率属性的物理意义；将局域波分解同Wigner分布结合，计算地震信号基于局域波分解的Wigner分布，抑制交叉项.模型和实际地震数据试算结果表明实现算法的正确性和有效性.研究表明：在地震信号时频分析中采用局域波分解求Hilbert谱具有自适应性，时域和频域的分辨率也较高；而基于局域波分解的地震信号Wigner分布，保留Wigner分布优良特性，抑制交叉项方法简单易实现；局域波分解方法适合处理地震信号，值得进一步研究和推广. 相似文献
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2017年8月8日四川九寨沟M7.0地震是继2008年汶川M8.0地震和2013年芦山M7.0地震之后,青藏高原东缘在不到10年的时间内发生的第3个震级M7.0以上的强震,震中位于青藏高原巴颜喀拉块体东缘东昆仑断裂带东端的塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂交汇部位,四川省地震局的数字强震台网共有37个台站获取了主震的三分量强震加速度记录。由于傅里叶（Fourier）变换仅能提供强震记录的频域信息,故本文在对九寨沟M7.0地震的加速度记录进行时频分析时采用了一种基于聚类经验模态分解（EEMD）的希尔伯特-黄变换（HHT）方法提取信号时频特性,通过对震中附近台站的加速度记录进行EEMD分解和希尔伯特（Hilbert）变换及谱分析,最终有效获得了信号能量的时频分布特征,量化提取了中心频率、Hilbert能量、最大振幅对应的时间等特性,并与Fourier变换进行了对比研究。研究结果表明:对于非线性的强震记录采用EEMD能够有效抑制经验模态分解（EMD）中存在的模态混叠问题,FFT谱与Hilbert边际谱相比,它在低频处会低估地震动的幅值,随着频率的增加,FFT谱又会放大其幅值。 相似文献
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阵列声波信号是典型的非线性、非平稳信号,其动力特性的量化提取对于进行地层结构构造分析提供了必要的基础资料.而Hilbert-Huang变换(HHT)是一种处理非线性、非平稳信号的新方法.它通过经验模态分解(EMD)将信号分解为有限个固有模态函数(IMF),并对每个固有模态函数进行Hilbert变换得到Hilbert谱.本文将这种方法应用于阵列声波信号动力特性的提取,有效地获得了信号能量的时频分布,瞬时能量、Hilbert能量、最大振幅对应的时频分布等动力特性,显示了HHT的优势以及对于进一步实现地层结构构造分析的重要意义. 相似文献
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Hilbert-Huang Transform(HHT)是一种新的适用于非线性、非平稳信号,且具有自适应性的数据处理方法．本文简要介绍了一座45层钢筋混凝土框架结构及其振动台试验模型概况. 利用HHT分析了模型结构在不同烈度地震中的反应记录,得到了Hilbert时频幅值三维分布和Hilbert边际谱．Hilbert谱得到记录能量集中分布的频段与时间范围,捕捉到信号变化的主要特征. Hilbert边际谱曲线形状和峰值频率值随着地震烈度的升级而发生了相应变化,而且所有的结果图形体现出相同的规律性,预示着Hilbert边际谱在土木工程结构安全评价中的应用前景． 相似文献
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Hilbert-Huang变换在提取地震信号动力特性中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
H ilbert-Huang变换(HHT)是一种处理非线性、非平稳信号的新方法。它通过经验模态分解将信号分解为有限个固有模态函数,并对每个固有模态函数进行H ilbert变换得到H ilbert谱。本文将这种方法应用于地震信号动力特性的提取,有效地获得了信号能量的时频分布,量化提取了中心频率、瞬时相位、瞬时能量、H ilbert能量、最大振幅对应的时频分布等动力特性,并与Fourier变换、小波变换等进行了比较,显示了HHT的优势以及对于进一步实现结构分析和控制的重要意义。 相似文献
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解释了相关多点地震动合成的HOP方法具有局部场地收敛性,分析了其生成各点地震动幅值相差较大的原因。除第一点外,HOP方法生成的各点地震动自功率谱围绕真实值波动,导致某些频率的能量过大而某些频率变小。由于结构频谱的离散性,如果恰好与能量大的频率吻合,则会激发结构强烈的振动响应,反之结构的响应值偏小,这与实际不符;进行非线性响应计算时或因为某些频率能量过大而使结构进入非线性阶段,则响应的期望值也是错误的。通过对实际地震波传播机制的模拟,提出了改进的HOP的方法。算例表明,此方法具有局部场地收敛性,各点自功率谱吻合给定的目标值,进而保证了各点幅值的一致性,可以用于结构抗震非线性响应分析。 相似文献
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希尔伯特—黄变换用于处理非线性非平稳信号,由经验模态分解和希尔伯特谱分析2部分组成。本文采用希尔伯特—黄变换方法,相继对大同地震台地电阻率月值数据和宝昌地震台地电阻率月值、整点值数据进行处理。结果显示:(1)大同、宝昌地震台地电阻率月值数据对应的Hilbert谱具有较高分辨率,高幅值在归一化频率0.05—0.15区间内呈"余弦"变化形态;(2)希尔伯特—黄变换在提取地电阻率异常变化、高频信息及去除噪声等方面效果较好,在未来地电资料处理中具有广泛的应用前景。 相似文献
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Hilbert spectrum and intrinsic oscillation mode of dynamic response of a bilinear SDOF system： influence of harmonic excitation amplitude 总被引：1，自引：0，他引：1
Under harmonic wave excitation, the dynamic response of a bilinear SDOF system can be expressed by the Hilbert spectrum. The Hilbert spectrum can be formulated by (1) the inter-wave combination mechanism between the steady response and the transient response when the system behaves linearly, or (2) the intra-wave modulation mechanism embedded in one intrinsic mode function (IMF) component when the system behaves nonlinearly. The temporal variation of the instantaneous frequency of the IMF component is consistent with the system nonlinear behavior of yielding and unloading. As a thorough study of this fundamental structural dynamics problem, this article investigates the influence of the amplitude of the harmonic wave excitation on the Hilbert spectrum and the intrinsic oscillatory mode of the dynamic response of a bilinear SDOF system. 相似文献
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在2008年5月12日汶川MS8.0地震中,四川数字强震台网共获取了133组三分向加速度记录. 本文选取了一些不同断层距的台站所获取的强震动记录进行了处理和分析．在数据处理中,采用基于聚类经验模态分解（EEMD）提取信号时频特性的方法,有效获得了信号能量的时频分布,提取了中心频率、 Hilbert能量、最大振幅对应的时频等特性,并与傅里叶变换、小波变换进行了对比研究．研究结果表明, 对非线性的强震记录采用聚类经验模态分解（EEMD）能抑制经验模态分解（EMD）中存在的模态混叠问题;与傅里叶变换和小波变换相比发现, HHT边际谱在低频处幅值高于傅里叶谱;与小波变换受到所选取的母波强烈影响不同, HHT直接从强震记录中分离出固有模态函数（IMF）,更能反映出原始数据的固有特性, Hilbert谱反映出大部分能量都集中在一定的时间和频率范围内,而小波谱的能量却在频率范围内分布较为广泛．因此,基于EEMD的HHT在客观性和分辨率方面都具有明显的优越性,能提取到更多强震加速度记录的时频特性． 相似文献
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大地电磁测深中阻抗Z(f)满足希尔伯特变换条件。而常规阻抗估计用自功率谱有偏估计途径。当完全利用无偏功率谱相位估计,即通过希氏滤波瞬时谱分析直接估计张量阻抗时,理论推算可完全消除常规张量阻抗估计所导致的偏畸。逆归滤波前对其稳定性及误差密切相关的多项式B(z)的根b_z作指数衰减,而新导出的(?)(z)比原(?)(z)根远离单位圆。实际处理结果表明,其视电阻率曲线点值密集度及cp值均有所提高。 相似文献
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This paper focuses on the frequency property analysis of near-fault ground motions with and without distinct pulses, separately from the Chi-Chi and Northridge earthquakes. Ten scalar period parameters of ground motions, especially several nonlocal period parameters, are considered. Two new nonlocal parameters, namely the mean period of Hilbert marginal spectrum (Tmh) and the improved characteristic period (Tgi), are suggested. Moreover, comprehensive comparison and analysis indicate that Tmh, Tgi and Tavg (average spectral period) can distinguish the low-frequency components of near-fault ground motions; Tm (mean period of Fourier amplitude spectrum) and To (smoothed spectral predominant period) represent the moderate- and high-frequency components, respectively. The variance coefficient of predominant instantaneous frequency of Hilbert spectrum (Hcov) can be regarded as an alternative index to measure the non-stationary degree of near-fault ground motions. Finally, the velocity pulses and earthquake magnitude remarkably affect the frequency parameters of near-fault ground motions. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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This study proposes a recording-based approach to characterize and quantify earthquake-induced site nonlinearity, exemplified as soil nonlinearity and/or liquefaction. Alternative to Fourier spectral analysis (FSA), the paper introduces time–frequency analysis of earthquake ground motion recordings with the aid of so-called Hilbert-Huang transform (HHT), and offers justification for the HHT in addressing the nonlinear features shown in the recordings. With the use of the 2001 Nisqually earthquake recordings, this study shows that the proposed approach is effective in characterizing site nonlinearity and quantifying the influences in seismic ground responses. Major results from this study are listed below.
- 1. HHT-based site amplification is defined as the ratio of marginal Hilbert amplitude spectra, similar to the Fourier-based one that is the ratio of Fourier amplitude spectra. The HHT-based site amplification can be used in effectively quantifying site nonlinearity in terms of frequency downshift in the low-frequency range and amplification-reduction factor in intermediate-frequency range in comparison with the Fourier-based one.
- 2. Instantaneous damping, and Hilbert and marginal Hilbert damping spectra are defined in ways similar to instantaneous frequency, and Hilbert and marginal Hilbert amplitude spectra, respectively. Consequently, the HHT-based site damping is found as the difference of marginal Hilbert damping spectra, which can be used as an alternative, complementary index to measure the influences of site nonlinearity in seismic ground responses.
Keywords: Site nonlinearity; Site amplification; Site damping; Hilbert-Huang transform (HHT); Liquefaction; 2001 Nisqually earthquake 相似文献