基于二维小波变换及曲率模态的筒仓结构损伤诊断研究

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1、分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目基于二维小波变换及曲率模态的筒仓结构损伤诊断研究英文ResearchonDamageDetectionofSiloStructureBasedon题目2-DWaveletTransformandCurvatureMode研究生姓名尹亚运姓名李书进职称教授学位工学博士指导教师单位名称土木工程与建筑学院邮编430070申请学位级别工学硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2014年10月论文答辩日期2014年12月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014

2、年12月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的

3、学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据摘要筒仓结构在长期冲击荷载作用下，其内壁损伤难以被观测到，安全性和耐久性会受到严重的影响，且大型筒仓结构发生破坏时会造成巨大的生命和财产损失。因此，筒仓结构的损伤诊

4、断在实际工程中具有重要的研究意义。为了及时发现筒仓的损伤状况，并采取有效的措施消除安全隐患，保证使用寿命，我们需要定期对其进行损伤诊断。结构损伤分析的四个层次为：（1）识别结构是否发生损伤；（2）确定结构的损伤位置；（3）诊断结构的损伤程度；（4）对结构的安全情况做出评估并估计结构剩余使用寿命。本文以筒仓结构的损伤诊断为中心，分别探讨了小波变换和曲率模态在筒仓损伤分析中的有效性，并将两种方法所得的结果进行比较。本文系统的总结了国内外的损伤诊断方法，介绍了基于动力特性损伤诊断方法的研究进展。简要地叙述了小波变换和曲率模

5、态在损伤诊断中的应用现状。小波变换继承和发展了短时傅里叶变换的局部化思想，克服了短时傅里叶变换自适应性差的问题，它在频率域和时间域均具有良好的分析能力。将小波函数进行平移和伸缩来实现多分辨率分析，有效地提取出信号的局部信息，所以小波分析能将信号的突变特征表现得更突出。本文分析了筒仓结构的五种损伤工况，利用小波变换的性质，对筒仓结构的基本振型模态进行二维小波变换，从而准确的诊断出了筒仓结构的不同损伤位置及损伤程度。表现出了小波变换在筒仓结构的损伤诊断中的有效性。模态曲率与结构（或构件）的弯曲刚度有关，结构（或构件）的某

6、一位置或同时有多个位置出现损伤时，此处的刚度会降低，相应位置的位移模态曲率增大，且模态曲率的变化会随着损伤程度的增大而增大。因此，本文通过模态曲率的变化来分析筒仓结构的损伤位置及损伤程度，且与小波分析采用相同的五种工况。同样证明了模态曲率法在筒仓损伤诊断中的有效性。本文的最后将小波变换所得的结果与模态曲率法所得的结果进行对比，发现在筒仓结构的损伤诊断中，模态曲率比振型的小波变换系数对损伤更敏感。关键词：筒仓结构，损伤诊断，小波变换，曲率模态I万方数据ABSTRACTUndertheeffectoflong-termi

7、mpactload,damagesoninnerwallofsiloswillbedamagedandthedamagesaredifficulttobeobserved.Thesedamageswillaffactthesafetyanddurabilityofthesilos.Especiallythedestoryoflargesilocausedbyseriousdamagesmaybringgreatlossoflivesandproperty.Therefore,itisimportanttodiagno

8、sethedamagesofsilosduringtheserviceperiod.Inordertounderstandthedamagedconditionofsilo,morever,takeeffectivemeasurestoeliminatingthesafetyrisks,itisnecessarytotakedamagediag