基于小波分析的梁損傷識別方法研究.pdf

1、長沙理工大學碩士學位論文基于小波分析的梁損傷識別方法研究姓名：蔣欣申請學位級別：碩士專業(yè)：結構工程指導教師：管德清20070101A b s t r a c tB e a m li st h eb a s i ca n d s i m p l e s t s t r u c t u r a l m e m b e r ．T h e e x i s t e n c eo fd a m a g e i nb e a m s w i l lc

2、 a u s el o c a l v a r i a t i o ni n s t i f f n e s sa n dd e c r e a s ei t sb e a t i n g c a p a c i t y , w h i c ha f f e c t t h es e r v i c ep e r f o r m a n c ea n dd u r a b i l i t yo ft h ew h o l es t r

3、u c t u r e ，e v e nt h r e a t e nl i v e sa n da s s e t s ．S o ，h o wt oi d e n t i f yt h ed a m a g e i n b e a m s e f f e c t i v e l yh a sb e c o m e av e r yi m p o r t a n t r e s e a r c hs u b j e c t ．S i n

4、 c e1 9 8 0 s ．w a v e l e ta n a l y s i sh a sb e e na n e w b r a n c ho f m a t h e m a t i c s ．a n di t i sr e g a r d e d a st h e m a t h e m a t i cm i c r o s c o p e ．I t s q u a l i t yo fs p a c el o c a l i

5、 z a t i o n ( o n l o w s c a l es i g n a l ’sw a v e l e t t r a n s f o r m i sd e c i d e db y i t sl o c a li n f o r m a t i o n a ta c e r t a i n p o i n t ) c a n b eu s e d t oa n a l y z e t h e s i n g u l a

6、 r i t yw h i c h i sm a d e b y d a m a g e ，s ot h e d a m a g e i nb e a m s c a nb e i d e n t i f i e db y w a v e l e t a n a l y s i s ．T h e f u n d a m e n t a lo f t h em e t h o do fd a m a g e i d e n t i f i

7、 c a t i o n u s i n g w a v e l e t a n a l y s i si s p r e s e n t e d ．1 1 l e t r a n s v e r s e n o n - p r o p a g a t i n gc r a c k i s r e p r e s e n t e da s ar o t a t i o n a ls p r i n g , a n dt h e nt h

8、 em o d es h a p ea n dt h er o t a t i o nm o d eo ft h ed a m a g e db e a ma l ' ec a l c u l a t e d ．A n dt h ef i n i t e e l e m e n tm o d e l o ft h ed a m a g e db e a mw h i c hh a ss e p a r a t ec r a c

9、k ) c r a c k s g r o u pa n d l o c a lv a r i a t i o n i ns t i f f n e s si sa n a l y z e du s i n g L a n c ' z o $ m e t h o d ．A tt h ep o i n to ft h ed a m a g e ，t h ed c r i v a t i v eo f d e f l e c t i

10、 o ni s n o n - c o n t i n u o u s ，w h i c hi st h e s i n g u l a r i t y i nb e a m s ．T h e d a m a g ei d e n t i f i c a t i o nm e t h o db a s e do n w a v e l e t a n a l y s i so f t h em o d e s h a p ei s e

11、s t a b l i s h e d ．T h e v i b r a t i o nm o d e s h a p e i s a n a l y z e d u s i n g c o n t i n U O U S w a v e l e tt r a n s f o I l i a b ym e x hw a v e l e t ( M e x i c a n H a tw a v e l e t ) o n m u l t

12、i p l e s c a l e s ，a n d t h ep o s i t i o na n d t h e d e p t ho f t h ec r a c k c a l lb ei d e n t i f i e db y t h em o d u l u s m a x i m u m o ft h ew a v e l e t t o e f f i c i e n t sa n d t h e L i p s c

13、h i t ze x p o n e n t ．B yt h e c a l c u l a t i o na n d a n a l y s i so f t h eE u l e r b e a m a n d n m o s h e n k o b e a m w h i c h h a v es e p a r a t ec r a c k ．c r a c k sg r o u p a n d l o c a lv a r i

14、 a t i o ni n s t i f f n e s s ，i t s e f f e c t i v e n e s sh a sb e e np r o v e d ．A n df o rt h ef h ' s tt i m e ，t h em e t h o d i s u s e dt o i d e n t i f yt h ed a m a g ei n t h ec o n t i n u o u sb e

15、 a m ．I n a d d i t i o n , s o m ei n f l u e n c i n gf a c t o r sa r ea n a l y z e d ，s u c ha st h ep o s i t i o no fc r a c k , t h e s i z eo fs c a l e ，t h et v 口eO f m o t h e r w a v e l e t a n d w a v e l

16、e t t r a n s f o r m ，t h es t e po f v i b r a t i o nm o d e s h a p e 。T h ed a m a g ei d e n t i f i c a t i o n m e t h o db a s e do nw a v e l e ta n a l y s i s o ft h e r o t a t i o nm o d e i sp r e s e n t

17、e df o rt h e f i r s tt i m e ．A n d i t i sm o r ee f f e c t i v et h a n t h em e t h o d b a s e d o nw a v e l e t a n a l y s i s o f t h e m o d es h a p e ．f o r t h ew h o l ew a v e l e tt o e 伍c i e n t s l i

18、 n e i ss m o o t h e Lt h es i n g u l a r i t yi sc l e a r e r , a n d i t i se a s i e rt o i d e n t i f yt h et y p ea n d t h ee x t e n to f t h ed a m a g e ．E s p e c i a l l y , w h e n t h em e t h o d i s u

19、s e d t o i d e n t i f y t h e d a m a g ei nc o n t i n u o u sb e a m ，t h ed a m a g e n e a r s u p p o r t i n gp o i n tc a n b e i d e n t i f i e de f f e c t i v e l y , e v e nt h e e x t e n to fd a m a g e j

20、 sl o w , a n d i t j sa f f e c t e dl i t t l eb yt h e t y p eo f m o t h e r w a v e l e ta n dt h e s i z eo f s c a l e ．C o m b i n e d w i t h t h e f i n i t ee l e m e n t m e t h o d ．t h i sm e t h o d m a y

21、b eu s e f u li n d a m a g e i d e n t i f i c a t i o no f b e a m S t n l c t n r e s ．K e y W o r d s ：w a v e l e t a n a l y s i s ；d a m a g ei d e n t i f i c a t i o no f b e a m s t r u c t u r e s ；f i n i t e