基于多尺度信号分量的复合结构损伤识别方法研究

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文基于多尺度信号分量的复合结构损伤识别方法研究作者姓名张国培学科专业结构工程指导教师常鹏副教授培养院系土木建筑工程学院二零一五年三月交乂孳硕士学位论文基于多尺度信号分量的复合结构损伤识别方法研究作者：张国培导师：常鹏北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机

2、构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：於汐年》月日签字日期：学校代码：密级：公幵北京交通大学硕士学位论文基于多尺度信号分量的复合结构损伤识别方法研究作者姓名：张国培学号：导师姓名：常鹏职称：副教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：结构工程研究方向：结构健康监测北京交通大学年月致谢本论文的工作是在导师常鹏老师的悉心指导下完成的，从论文的选题、文献检索、理论分析直至论文的撰写与修改，

3、无不渗透着导师的智慧和心血。同时，导师在思想上和日常生活上也给了我很大的帮助。在此衷心感谢两年多来常老师对我的关心和指导。在论文的完成过程中，我得到了许多老师和同学在学习、生活上的关心和帮助，特别感谢袁泉老师、贾英杰老师、刘佩老师对我的科研工作和论文提出的宝贵意见，感谢课题组何玉阳博士、张建伟硕士、张凯硕士、史豪杰硕士等同学对我论文中的研究工作给予的热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外，感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。摘要摘要结构在服役期内由于受到荷载作用和如台风、地震等突发性

4、因素的影响，易出现损伤。为了保证结构的安全性、适用性和耐久性，准确地识别土木结构的损伤和评估其工作状态，开展对损伤识别技术的研究具有重要意义。本文结合结构损伤识别领域国内外研究内容，运用小波包能量曲率和小波多尺度分析的方法识别结构的损伤位置以及发生损伤的时刻，主要工作包括以下几个方面：通过层简单框架结构的数值模拟算例验证小波包能量曲率差方法识别损伤位置的有效性，比较分别以加速度、速度和位移响应为小波包能量曲率差算法的输入信号时的损伤识别敏感性以及不同单元划分密度、响应节点位置对识别结果的影响；研究损伤时刻识别方法

5、并且比较不同楼层处的加速度时程信号对损伤时刻识别的影响。对比例五层框支密肋复合墙结构建立有限元结构模型并进行时程响应分析，获得相应节点加速度时程响应数据信号，然后运用损伤前后小波包能量曲率变化率来识别损伤发生的位置，提出损伤位置识别综合指标；此外，研究采样频率对损伤时刻识别的影响，提出损伤时刻识别综合指标。对比例五层框支密肋复合墙结构进行振动台试验。使用初始时未损数据和最终己损伤时的数据信号，通过小波包能量曲率变化率来判别振动台试验模型的损伤发生位置，并与实际发生损伤的位置对比。此外，对试验加速度数据信号进行多尺

6、度小波分解，判断在某一较大峰值加速度下损伤发生的时刻。关键词：损伤识别：时程分析；多分辨率分析；小波包能量；振动台试验；综合指标ABSTRACTABSTRACTLargeconstructionstructurewouldbedamagedbecauseofcorrosion,collisionaswellasenvironmentalloadsduringserviceperiod.Withtheincreaseofstructureserviceperiod,thedamageisaccumulatedgra

7、dually,whichwillresultintheattenuationofstructureresistanceandthereductionofsecurity,serviceabilityanddurabilityofstructures.Therefore,itisvaluableinpracticetoevaluatethesafetyperformanceofstructureswithoutafectingtheuseofthem.Inthispaper,atypeofdamagedetecti

8、onmethodisusedtotestagainstthemodel,whichisafive-storyreduced-scalecompositewallstructuretestedontheshakingtable.Themaincontentsareconcludedasfollowsthroughtheanalysisresultsofnumericalsi