基于小波分析的桥梁损伤识别研究

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1、分类号：U446密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文基于小波分析的桥梁损伤识别研究王斌申请学位级别：硕士学位专业名称：交通运输规划与管理指导教师姓名：孙宗军职称：副教授山东科技大学二零零九年五月论文题目：基于小波分析的桥梁损伤识别研究作者姓名：王斌入学时间：2006年9月专业名称：交通运输规划与管理研究方向：城市交通规划与管理指导教师：孙宗军职称：副教授论文提交日期：2009年5月论文答辩日期：2009年5月授予学位日期：RESEARCHONBRIDDGEDAMAGEIDENTIFICATIONMETHEDBASED

2、ONWAVELETANALYSISADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeforMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyWangBinSupervisor:AssociateProfessorSunZongjunCollegeofInformationandElectronicMay2009声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世

3、所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocume

4、nthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date：山东科技大学硕士学位论文摘要摘要桥梁是交通运输系统的重要组成部分，随着现代交通事业的飞速发展，对桥梁结构的安全性和使用要求越来越高。如果桥梁结构发生破坏，对国民经济、社会稳定和人民的生命财产产生重大影响。需要快速有效地识别出桥梁结构可能发生损伤部位和损伤程度，因此，对桥梁结构进行实时的健康检测、损伤识别是十分必要。本文首先介绍了小波分析的理论基础，小波分析是近十几年发展

5、起来的数学理论，它被认为是傅立叶分析方法的突破性发展，是一种新的时-频两维分析方法。接着介绍了小波奇异性检测的原理，运用连续小波变换可以很好的对简支梁桥的损伤位置进行精确定位，通过小波系数模极大值和变换尺度得到的Lipschitz指数对损伤程度进行识别。利用Ansys软件建模模拟一简支梁桥结构发生不同损伤的情况，提取桥梁的振型模态，利用小波函数对基本振型进行多尺度变换，由小波系数模极大值识别出桥梁结构发生损伤的位置，根据小波系数模极大值的相对大小判断损伤的相对程度。通过模极大值的小波系数得到Lipschitz指数，用来描述损伤

6、的程度。讨论了损伤程度大小、损伤位置、尺度大小、小波基的选择、振型阶数对识别损伤位置和程度的影响。讨论了轻微损伤时，以应变模态和曲率模态作为小波变换参数比以振型为参数的识别效果更好。建立实体桥梁模型，利用小波变换可以明显的发现桥梁损伤的位置。关键词：小波变换；损伤识别；Lipschitz指数；多分辨率分析山东科技大学硕士学位论文摘要ABSTRACTBridgeisoneofthevitalpartsofthetrafficandtransportationsystem.Withrapiddevelopmentofthemode

7、rntransportation,moreandmorerequirementsaretakenoutduetosafetyandutilityofbridges.Ifabridgelosesitsfunction,nationaleconomics,socialstability,people’sliveswillbeaffected.Thebridgestructuredamagedpositionandextentneedbeidentifiedquicklyandefficiently,therefore,itisve

8、rynecessarytosetupasystemtocarryoutreal-timehealthydetection,damageidentificationforabridge.Thepaperisrelatedtothebasictheories.Waveletana