基于HHT變換的非線性結構損傷識別研究.pdf

1、由于材料、連接和變形等因素的非線性導致實際結構都不同程度地存在非線性行為。特別是當結構遭受損傷時，損傷可能導致結構非線性加劇，并造成結構動態(tài)響應不滿足平穩(wěn)性假定。結構的損傷和非線性行為導致基于線性、平穩(wěn)性假定的結構損傷識別方法不再適用。本文基于經(jīng)驗模態(tài)分解和Hilbert-Huang Transform（HHT），研究了基于HHT的非線性系統(tǒng)損傷識別方法。主要內(nèi)容包括：
　　對非線性系統(tǒng)識別方法進行了比較系統(tǒng)的歸納和綜述，主要包括

2、時域方法、頻域方法、時頻域方法和基于混沌的方法。本文研究采用時頻域的HHT方法。
　　采用集成經(jīng)驗模態(tài)分解方法，針對模態(tài)分解過程中篩選次數(shù)恒定，可能會導致分解結果不精確、信號分解過程缺乏自適應性的缺點，基于Huang提出的改進差值和函數(shù)方法，并結合篩選信號極值點與過零點數(shù)目差最大為1的要求，對集成經(jīng)驗模態(tài)分解方法的篩選停止條件進行了改進。通過算例分析，驗證了改進方法增加了信號分解的精確性及自適應性。
　　分析比較了端點效應影

3、響范圍和時間特征尺度大小之間的關系，信號的高頻分量時間特征尺度小，低頻分量時間特征尺度大。驗證了端點效應對于信號的高頻分量相對于低頻部分影響較小，因此提出在不需要整個信號特征時，可以選取高階固有模態(tài)函數(shù)分量作為分析對象。
　　采用改進的希爾伯特-黃變換分析方法，并以基于系統(tǒng)輸出信號第一階固有模態(tài)函數(shù)分量的瞬時頻率作為損傷指標，對地震波作用下的二維雙線性框架結構的損傷進行識別。通過瞬時頻率的時域變化，能夠有效識別結構非線性損傷及損傷