文档介绍：摘要针对土木工程结构的复杂性、输入不完备性等特点,本文以小波分析为具,利用小波分析时频窗口的自适应性来检测信号的突变信息,以识别结构的损伤。对梁式结构、框架结构和大型输电塔结构的损伤及其识别进行了数值模拟,研究了基于小波变换的结构损伤预警、损伤定位和损伤定量,主要研究内容如下:治鼋峁狗⑸鹕耸逼涠Σ问谋浠卣鳌Q芯苛诵哿航峁购褪涞塔结构的损伤数值模拟,对在线监测的结构响应进行小波分析完成结构损伤预警。针对现场采集的数据易受噪声污染问题,研究了基于小波分析的降噪方法,提高了识别精度。芯苛死每占溆蛐畔⒔行〔ū浠皇侗鸾峁顾鹕宋恢玫姆椒āMü等截面和变截面悬臂梁结构的损伤位置识别数值模拟,验证该方法的正确性,然后进一步将该方法应用于复杂输电塔结构的损伤位置识别。〔ㄏ凳哪<ɑ鹬档愦η蟮玫腖指数,可以判断结构损伤的程度。对带裂缝的简支梁结构的挠度曲线进行连续小波变换,研究甘随裂缝深度、裂缝位置、荷载位置及荷载大小的变化情况。并将该方法用于识别输电塔结构的杆件损伤程度。关键词:小波变换;损伤识别;皇涞缣凰鹕嗽ぞ唤】导嗖猓白噪声浙江大学硕士学位论文小波变换在结构损伤识别中的应用研究
琓籇篧猦;浙江人学硕上学位论文小波变换在结构损伤识别中的应用研究,—瑃,—.,籺瑆猽甌—琧,甌籐;籘
引言第一章绪论近年来,上木工程结构领域的发展日新月异,各种人型复杂结构不断出现。当今的土木【:程结构正在向超大化、复杂化方向发展,如大跨桥梁、超高层建筑、规模巨人的体育馆、剧院、人型水坝、核电站及近海结构等。超高层建筑的高度、大跨桥梁的跨径、大空间场馆结构的规模不断刷新记录。然而这类重大工程结构的使用期长达几十年、甚至上百年,在环境侵蚀、材料老化和荷载的长期效应、疲劳效应及突变效应等灾害因素的共同作用ú豢杀苊獾氐贾结构系统的损伤积累和抗力衰减,极端情况下可能引发灾难性的突发事故。类似的实例不胜枚举。例如,年美国“挑战者”号航天飞机因结构元件的损伤而导致爆炸:年巴西Q笃教ūǖ顾旰ü撼堑氖水大桥断塌:年美幽加州蟮卣鹗保恍┙ㄖ镌谠馐苤髡后并未倒塌,但结构已经存在了损伤而未及时发现,在后来的一次较大的余震作用下倒塌等等。这些事故彳窃斐闪酥卮蟮娜嗽鄙送龊途盟鹗В也了极坏的社会影响。因此,为了保证结构的安全性、完整性和耐久性,已建成的大型土木结构急需采用有效的手段来评估结构的安全状态及损伤程度土小探峁钩鱿炙鹕撕推苹抵饕S腥矫娴囊蛩兀第一,结构先天不足。在设计和腌工中结构本身具有缺陷,在后期的运营和使用中,结构受力不合理而出现损伤利破坏。第二,结构设计荷载标准较低,使得在后期使用中,实际荷载大于设计荷载,并超龄服役使得结构发生损伤和破坏。第三,结构受到超出设计预料的突加荷载作用使结构在短时间内承受的荷载超过了设计所考虑的最大承载能力,从而使结构发生损伤和破坏。在突加荷载中地震荷载及风荷载是主要的破坏性荷载。公其建筑和大型复杂土小龀探峁沟陌操谛远怨窬谩⑸缁嵛榷ê腿嗣生命财产具有直接的重大影响。随着对工程结构的安全性、耐久性及正常使用功能的婀刈ⅲ嗣窍M芄辉诮峁沟姆燮冢浞至私饨峁沟慕】底纯觯浙江大学硕士学位论文小波变换在结构损伤识别中的应研究
⒄技术——损伤识别。识别、物理识别等几十种现代鞩际酢】’还提出了分项评价、综合评价、模以决定是台需要对结构进行维修和养护,以及何时进行维修和养护。结构的损伤可以定义为“结构在服务期内其承载能力的下降”。承载能力的卜降通常是由结构构件内部或构件之问连接出现损伤而引起的【。结构探伤最早被应用于机械、航空领域。对于由连杆、轴承、齿轮等一系列零件组成的大型机械,人们很早就开始对他们进行结构故障诊断。后来在世纪年代初期,由于航空、军工的需要,结构的损伤检测发展起来,后来发展了一系列无损检测技术。年代以后,计算机技术、信息技术和人工智能等学科的知识琭断被应用到结构损伤检测中,人们不仅应用各种检测手段和检测工具在现场对结构进行测试,还应用各种理论方法在计算机上结合有限元计算对结构的损伤状态进行分析,来识别在现场无法察觉的结构损伤,后来发展出了。‘门专门的在国外,早期的工业与民用建筑的损伤出现率比较低,危害程度远没有机械结构那样高,而且一定程度的带伤工作是完全允许的,故而土木工程结构的谈别工作发展较慢,且多数工作属于结构可靠性评估。大致可以分为三个阶段。世纪年代到年代为探索阶段,注重对建筑结构缺陷原因的分析和修补方法的研究,探伤工作大多采用以目测为主的传统方法;年代到年代为发展阶段,注重对建筑物识别技术和评估方法的研究,提出了破损识别、无损糊评价等多利兰鄯椒ǎ甏岳矗蚪胪晟平锥危庖唤锥沃贫艘幌列的规范和标准,强调了综合评价,并引入知识工程,使结构可靠性评估阳着智能化方向迈进。我国的土木工程结构识别工作发展较晚,在经历了地震、