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利用小波变换时-频局部化性能,提出了基于小波能量分布向量的结构损伤识别方法。首先建立无损结构响应信号小波能量分布的总体向量;其次,将实测动力响应信号分解为小波包组分,计算其小波能量分布向量(样本向量);通过样本向量和总体向量之间的马氏距离识别损伤。该方法仅利用单测点结构响应数据进行损伤识别,实验方便,计算简单,并通过钢梁试验对损伤识别方法进行了试验验证,识别结果表明小波能量分布向量是一个比较好的结构损伤指标。 相似文献
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本文针对输电塔结构的损伤特点,提出了基于统计过程控制理论和小波包分析实现输电塔结构损伤预警的方法。首先将振动测试信号进行小波包分解,然后以小波包系数节点能量作为识别损伤的特征向量建立相应的损伤因子,通过统计过程控制理论计算其单侧置信上限,实现输电塔结构的损伤预警。为了证明该方法,对一个三层输电塔结构模型进行了试验研究,结果表明该方法能够有效地识别损伤的发生。 相似文献
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基于曲率模态和小波变换的结构损伤位置识别 总被引：12，自引：3，他引：9
小波变换具有在时域和频域内表征信号局部特性的能力,能够在不同尺度下对结构响应中的突变信号进行放大和识别.在结构曲率模态基础上,本文提出了一种基于小波变换的结构损伤检测和定位方法.利用双正交小波函数对损伤前后结构的曲率模态进行小波变换,用损伤前后小波变换系数残差建立了结构损伤指标,通过小波变换系数残差的分布统计情况判定损伤的存在并确定其位置.应用简支梁数值模拟结果对该方法进行了验证. 相似文献
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小波分析在土木工程领域中的应用 总被引：30，自引：0，他引：30
简要介绍了一维小波分析的基本原理和分类，及其在土木工程领域的主要应用。重点论述了小波变换在结构损伤检测方面的应用。由小波分析的数据中提取人工神经网络的训练样本能够更好的反应结构缺损特征，故小波分析或以小波分析为基础的人工神经网络方法是结构损伤识别的一种很有前途的方法。 相似文献
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基于运营环境和提升小波变换的桥梁损伤检测研究 总被引：1，自引：0，他引：1
根据损伤桥梁在车辆荷载作用下的动力响应特点,以及提升小波变换对信号突变信息的放大功能,提出了利用桥梁运营荷载作用下加速度响应提升小波变换系数的分布特性对结构损伤进行识别的方法。首先,采集桥梁在行车荷载作用下的加速度响应信号;然后,对加速度响应信号进行提升小波变换,分别利用加速度响应信号、加速度响应信号差,提升小波变换系数空间变化的峰值识别损伤位置;最后,对行车速度、损伤位置、损伤程度和测量噪声对损伤识别效果的影响进行了分析讨论。结果表明：在行车速度8m/s以下、测量噪声不高于5%情况下,利用运营荷载作用下桥梁单点动力响应信号提升小波变换,可以实现桥梁多处损伤的检测和识别。 相似文献
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为了提高结构损伤识别的精确度和适用性,将小波分析引入到结构损伤识别中.本文介绍了梁结构在完好状态与损伤状态下振动测试加速度差的理论分析,证明了小波分析加速度差应用于桥梁结构损伤检测的可行性.然后以小波分析为工具,在桥梁结构不同损伤状态下,以移动荷载作用下各节点的加速度时程曲线差为研究对象,来识别结构的损伤状态.并通过试... 相似文献
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曲率模态小波法用于网壳结构损伤的识别和定位 总被引：1，自引：0，他引：1
工程结构损伤的识别与定位研究以往主要针对梁、框架等结构形式,根据大跨度空间结构杆件和节点繁多等特点,提出用曲率模态和小波混合方法对空间结构的损伤进行识别和定位.以跨度100 m的Schwedler网壳结构损伤前、后的曲率模态作为标识量,分别通过离散和连续小波变换,判断网壳结构有无损伤和损伤位置,统计了小波系数差与结构损伤的图形关系,计算了各种损伤工况下该方法判断损伤的准确程度.结果发现基于曲率模态和小波方法的大跨度网壳结构损伤定位精度很高,充分证明该方法对此类结构损伤定位具有有效性和实用性. 相似文献
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桅杆结构竖向杆件损伤位置识别的时域方法 总被引：1，自引：0，他引：1
桅杆结构在工程上应用广泛,但破坏事故时有发生,竖向杆件是其损伤发生的主要部位之一。由于桅杆结构具有强非线性,已经发展得比较完善的基于频域的损伤识别方法不适用于桅杆结构,对其进行损伤诊断成为一大难题。本文利用桅杆结构长细比大、柔性强的特点,探讨了竖向杆件刚度变化与节点水平位移响应的关系,并提出了基于水平位移时程响应的竖向杆件损伤位置识别的指标,说明了竖向杆件损伤的时域识别步骤,通过几个数值算例证明该指标能对损伤的竖向杆件位置准确地进行识别,最后,分析了信号测量噪声对识别指标的影响。 相似文献
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基于小波包分解和模糊聚类的网格结构损伤诊断方法 总被引：3，自引：1，他引：3
本文针对网格结构的特点,利用其在快速正弦扫频激励下的动力响应,基于小波包分解频带能量分析和模糊聚类法,提出了一种适合于网格结构的损伤诊断方法。利用两个传感器损伤信息的联合诊断,有效地解决了使用一个传感器无法检测出对称损伤的难题。利用有限元模拟,应用上述方法对一单层球面网壳结构进行了损伤诊断。结果表明,对网壳杆件较小程度的损伤,子频带能量成分变化敏感,用其构造诊断向量和建立损伤样本库,并进行模糊聚类和目标识别,基本可以正确地识别出网壳杆件的损伤位置和程度。同时该方法测试时间短,使用设备少,有可靠的理论基础,具有一定的工程应用参考价值。 相似文献
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Structural health monitoring of long-span suspension bridges using wavelet packet analysis 总被引：1，自引：0，他引：1
During the service life of civil engineering structures such as long-span bridges, local damage at key positions may continually accumulate, and may finally result in their sudden failure. One core issue of global vibration-based health monitoring methods is to seek some damage indices that are sensitive to structural damage. This paper proposes an online structural health monitoring method for long-span suspension bridges using wavelet packet transform (WPT). The WPT- based method is based on the energy variations of structural ambient vibration responses decomposed using wavelet packet analysis. The main feature of this method is that the proposed wavelet packet energy spectrum (WPES) has the ability to detect structural damage from ambient vibration tests of a long-span suspension bridge. As an example application, the WPES-based health monitoring system is used on the Runyang Suspension Bridge under daily environmental conditions. The analysis reveals that changes in environmental temperature have a long-term influence on the WPES, while the effect of traffic loadings on the measured WPES of the bridge presents instantaneous changes because of the nonstationary properties of the loadings. The condition indication indices VD reflect the influences of environmental temperature on the dynamic properties of the Runyang Suspension Bridge. The field tests demonstrate that the proposed WPES-based condition indication index VD is a good candidate index for health monitoring of long-span suspension bridges under ambient excitations. 相似文献
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The primary objective of this paper is to develop output only modal identifi cation and structural damage detection.Identif ication of multi-degree of freedom(MDOF) linear time invariant(LTI) and linear time variant(LTV—due to damage) systems based on Time-frequency(TF) techniques—such as short-time Fourier transform(STFT),empirical mode decomposition(EMD),and wavelets—is proposed.STFT,EMD,and wavelet methods developed to date are reviewed in detail.In addition a Hilbert transform(HT) approach to determine ... 相似文献
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基于小波分析的结构损伤检测研究进展 总被引：18，自引：1，他引：17
近10几年来,在土木和机械领域结构损伤识别方法已引起不同领域的相关学者的极大研究兴趣。小波分析是一种新的数学分析和信号处理工具,可以对非稳态信号进行详细的时频分析,是传统傅里叶分析所不能及的,已广泛应用于土木、机械和航空工程领域中,特别是在结构损伤识别和健康监测中的应用尤为突出。本文回顾和总结了小波分析理论及其在结构损伤识别、损伤定位和损伤程度确定中的应用,对今后的研究进行了讨论和展望。 相似文献
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Hae Young Noh Dimitrios G. Lignos K. Krishnan Nair Anne S. Kiremidjian 《地震工程与结构动力学》2012,41(4):681-696
Fragility functions are commonly used in performance‐based earthquake engineering for predicting the damage state of a structure subjected to an earthquake. This process often involves estimating the structural damage as a function of structural response, such as the story drift ratio and the peak floor absolute acceleration. In this paper, a new framework is proposed to develop fragility functions to be used as a damage classification/prediction method for steel structures based on a wavelet‐based damage sensitive feature (DSF). DSFs are often used in structural health monitoring as an indicator of the damage state of the structure, and they are easily estimated from recorded structural responses. The proposed framework for damage classification of steel structures subjected to earthquakes is demonstrated and validated with a set of numerically simulated data for a four‐story steel moment‐resisting frame designed based on current seismic provisions. It is shown that the damage state of the frame is predicted with less variance using the fragility functions derived from the wavelet‐based DSF than it is with fragility functions derived from an alternate acceleration‐based measure, the spectral acceleration at the first mode period of the structure. Therefore, the fragility functions derived from the wavelet‐based DSF can be used as a probabilistic damage classification model in the field of structural health monitoring and an alternative damage prediction model in the field of performance‐based earthquake engineering. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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对工程结构进行损伤识别与检测,可以发现结构损伤位置,评估损伤程度,为结构加固与修复提供依据,从而保证工程结构正常运行,进而保护人们生命财产安全,因此结构损伤识别方法研究一直是土木工程领域重要研究课题。结构损伤识别方法总体上分为确定性方法和不确定性方法,相比于确定性方法,不确定性方法考虑了识别过程中不确定因素的影响,成为目前损伤识别领域的研究热点。本文回顾了确定性方法和不确定性方法发展历程,阐述了几种常见的损伤识别方法及其优缺点,并根据国内外研究现状对结构损伤识别方法发展进行了展望,可供损伤识别方法研究与应用参考。 相似文献