土体障碍物超声探测信号小波包特征分析方法

利用小波包分解方法,对土体中障碍物的超声探测信号进行分析。选用sym8小波基函数进行6层小波包分解,并截取信号能量集中的前16个频带进行细致分析,从小波包频带能量、小波包频带能量熵、小波包频带能量矩三个角度对信号进行对比。结果显示,存在障碍物位置处信号和不存在障碍物位置处信号的小波包频带能量熵大致相等,不能作为信号识别及障碍物判断的方法,而小波包频带能量和小波包频带能量矩在部分频带上差异明显,可以作为信号识别及判断的方法。     

小波包和SVM在发动机故障诊断中的应用

针对发动机的故障特点,提出了一种基于小波包和支持向量机(SVM)的发动机故障诊断方法。利用信号能量在小波包空间的分布特性,采用基于能量的自适应去噪方法,提取反映故障的特征向量,并基于SVM理论构建了针对发动机的多故障分类器。试验结果表明,该方法具有故障分类与识别能力。     

基于小波包和频响函数随机——模糊统计的斜拉桥损伤识别

针对单一方法损伤识别的缺点,提出了基于频响函数和小波包能量谱的斜拉桥损伤识别指标,结构损伤前后的频响函数作为信号,进行小波包能量谱分析.由于试验中的频响函数存在一定的随机模糊性,对完好状态下的10次频响函数值进行了随机模糊均值处理,得到的频响函数作为基准.独塔斜拉桥模型实验表明,斜拉桥的一处和两处的损伤都可以识别,损伤...     

基于时频分析的客车加速通过噪声声源识别

应用小波包分析理论发展了基于时频分析的客车加速通过噪声声源识别技术。根据选择运行及部分覆盖方法，分别去除各声源影响，同时测得客车通过测试区域的车外加速噪声。对于噪声信号进行多层小波包分解并重构，计算每个小波包的能量及该层小波包的总能量，通过不同信号的小波包能量比较达到声源识别的目的。研究表明，该方法不仅可以清晰地分辨各噪声源能量在时-频域的分布情况，而且通过能量计算可以识别主要噪声源，为采取相适应的降噪措施提供了理论基础。     

基于迁移学习的桥墩结构损伤识别方法

提出一种深度学习的桥墩结构损伤识别方法,该方法通过迁移学习(TL)将源模型的权重和参数转移到目标模型上,加快深度模型的训练速度、提升模型损伤识别精度。使用连续小波变换将振动信号转换成时频图作为深度模型的输入,构建可识别砼结构损伤的深度模型,该模型的固定部分使用源模型的权重和参数,非固定部分的权重和参数使用新的数据训练得到;通过试验及仿真对该模型的有效性进行验证,试验方面使用砼桥梁在有损伤和无损伤时的振动信号,仿真采用ABAQUS/CAE建立砼塑性损伤识别模型(CDP)并采集振动信号;将文中方法与从零开始训练的深度卷积神经网络(CNN)及支持向量机(SVM)方法进行对比,文中方法在试验数据上的识别精度达99.1%,在仿真数据上的精度达100%,相对于传统识别方法,该方法可提高损伤识别精度和模型训练速度。     

六滚柱式定向离合器故障的小波包变换诊断方法研究

论述了小波包分解及其能量谱处理六滚柱式定向离合器故障的原理与方法。应用小波包分解及其能量谱直观地识别出故障的特征频带,并进行了量化分析。结果表明:小波包及小波包分解能量谱比传统的傅立叶分析方法具有更大的优越性和实用价值。     

小波能量商在汽车发动机故障诊断中的应用

考虑发动机断火之后对振动信号的影响,基于4层小波包分解重构信号能量,构造了小波包能量商无量纲指标.通过该指标提取发动机断火前后信号的能量特征作比商,充分考虑了断火之后振动信号能量的阶跃特性,定量分析断火后信号能量变化的程度.采集东风EQ6100汽油发动机缸体正常、活塞敲缸异响、活塞销异响以及曲轴轴承异响等4种工况的振动信号,并应用小波能量商指标对试验信号进行分析,取得很好的效果.试验结果表明,小波能量商可以对发动机不同故障准确地识别分类.     

基于小波包分析的结构损伤识别研究进展

小波包分析是对小波分析中没有细分的高频部分进行进一步分解,是一种更为精细的时频分解方法,可实现对非稳定信号的时频分析.首先阐述了结构损伤的小波分析和小波包分析的基本理论,然后主要围绕小波包能量谱损伤指标,分别对其在结构损伤的定位、微小损伤识别、在线健康监测和预警、材料缺陷检测、数值积分计算误差消除等方面的试验研究和应用情况进行了全面介绍,最后指出了结构损伤识别的小波包分析方法需要进一步研究的问题.     

基于支持向量机的发动机缸壁间隙识别

通过采集发动机缸壁表面的振动信号并对信号进行区间小波包分解,与最小二乘支持向量机相结合,以部分测试信号作为训练样本建立分类器,部分样本作为测试样本输入分类器中进行判断识别,通过设置不同的参数寻找到最优分类结果,最终判别出发动机的缸壁间隙。     

多特性参数相结合的柴油机故障振动信号特征提取与诊断

本文基于缸盖振动信号的非平稳的特点,将经验模式分解和AR模型参数相结合,并兼顾了信号频谱的特点,提出了综合选取AR模型参数、信号频带能量和信号的质心频率与质心幅值等作为柴油机故障振动信号特征参量的方法;采用该方法对实测的S195柴油机的5种工况下缸盖振动信号样本提取了故障特征向量,基于支持向量机对柴油机故障进行诊断,故障诊断的正确率达到83%以上,验证了该方法的可行性。     

基于小波包能量谱的大跨桥梁结构损伤预警指标

基于结构动力响应的小波包能量谱提出了两种结构损伤预警指标:能量比偏差和能量比方差。以润扬长江大桥北汊斜拉桥为研究对象,分析了损伤预警指标在不同损伤位置、损伤程度和测量噪声水平下的预警能力。研究结果表明:与结构自振频率等模态参数相比,能量比偏差和能量比方差可以明显提高大跨桥梁结构损伤预警的敏感性和有效性,并且具有良好的抗噪声干扰能力。能量比偏差和能量比方差可作为大跨桥梁结构损伤预警系统的损伤预警指标。     

铁路桥梁损伤的统计模式识别

针对铁路桥梁结构损伤的特点,提出采用分步识别方案与统计模式识别相结合的方法对其进行识别。将铁路桥梁损伤识别分为损伤预警、损伤定位和损伤程度诊断3个基本问题,再将其各分成3个步骤分别采用统计模式识别的两类分类器、多类分类器及回归机分类器进行损伤诊断。采用某铁路连续梁桥模型试验验证所提方法的正确性,结果表明该方法在抗噪声能力、求解方法及求解思路上与优化识别方法明显不同,其具有良好的推广能力和较强的抗噪声能力,可应用于实际铁路桥梁的损伤识别。     

考虑粗糙度影响的桥梁损伤识别间接测量方法

基于间接测量技术，采用国际标准化组织建议的功率谱密度函数（PSD）模拟路面粗糙度等实际因素在车桥耦合模型中的影响，提出一种通过检测车辆在桥梁上运行，并利用安装在检测车辆上的传感器所得的动力响应信号来识别梁弯曲刚度，进而进行结构损伤识别的间接测量新方法。考虑到应用该新方法过程中路面粗糙度等实际因素易产生不利影响，提出利用车频及车辆阻尼比相同的2辆检测车位移信号相减的方法来消除路面粗糙度产生的影响。首先通过理论推导对该方法进行理论验证，接着采用数值模拟的方法分别对采用该方法消除路面粗糙度影响的可行性、桥梁损伤位置识别的可行性以及损伤程度识别的可行性进行验证，最后采用该方法进行实桥实测试验。研究结果表明：所提方法可以有效消除路面粗糙度等实际因素对间接测量技术的不利影响，可以有效地识别梁弯曲刚度，进而达到桥梁损伤识别的目的，有助于推动基于动力测试的间接测量技术在桥梁结构损伤识别工作中的实际应用。     

基于新奇检测技术的桥梁结构损伤预警方法

结构损伤预警是实现损伤检测策略的第一步,是进一步进行结构健康诊断的基础。大量的研究证明新奇检测技术可以较好地应用于结构的损伤预警。探讨了应用前馈BP网络(Feed-forward back-propagation network)实现新奇检测技术的方法。以结构的自振频率为作为网络的基本输入,对斜拉桥结构进行了损伤预警模拟研究。该方法的优点是不依赖于数值模型。对神经网络的训练仅需要健康结构的若干实测频率。模拟研究表明,该方法具有较高的实用价值。导致频率2.5%以上变化的损伤情况,均可给予预警。模拟了14种损伤情况,每种损伤考虑2种损伤程度。通过多指标策略,预警同时还在一定意义上指示损伤程度。     

基于斜拉索张力测定的斜拉桥健康诊断

应用试验校正的高精度三维有限元模型,对斜拉桥主梁结构损伤位置识别的斜拉索张力指标进行了研究。模拟12种可能的损伤情况,研究了基于斜拉索局部模态基频构造索张力指标的方法,索张力指标对各损伤情况下损伤位置的识别效果和对损伤程度的敏感性。结果表明,用斜拉索局部模态基频所构造的张力指标对不同的损伤程度呈现较好的稳定性和灵敏性,对模拟的12种损伤情况的正确识别率可达75%。该方法的突出优点是只需测量斜拉索局部振动模态的基频,就能获得较好的损伤识别效果,比其他面向损伤检测的测量容易得多。该方法可十分方便地推广应用于悬索桥加劲梁结构的损伤定位,具有较高的实用价值。     

致损荷载信息缺失在役钢桥的疲劳损伤状态重构方法

大多数在役钢桥的致损荷载信息缺失,根据不完备监测检测信息重构结构的疲劳损伤状态,是确保结构服役安全的基本前提。基于部分疲劳开裂信息反向重建等效致损荷载信息,提出了致损荷载信息缺失条件下的在役钢桥疲劳损伤状态重构方法。首先通过线性损伤累积理论和等效结构应力评估方法计算不同荷载工况下的疲劳敏感构造细节疲劳损伤累积;以钢桥服役期间疲劳损伤监测检测获得的疲劳裂纹检测结果为约束条件,将荷载工况的线性组合作为等效荷载历程,实现了在役钢桥结构的疲劳损伤状态重构;通过模型试验对所提出的疲劳损伤状态重构方法进行了验证。研究结果表明:基于疲劳裂纹损伤信息,在致损荷载信息缺失条件下重构得到的疲劳敏感构造细节损伤状态重构结果与试验结果吻合,证明了致损荷载信息缺失条件下实现疲劳损伤状态重构的可行性和所提出方法的有效性,为在役钢桥的实际疲劳损伤状态评估提供了新思路和新方法。     

基于傅立叶变换和奇异值分解的路面脱空判定

声振法检测水泥混凝土路面脱空所采集的是声振信号,可用频谱图分析,采用奇异值分解可有效地提取特征矢量,并将特征矢量送入神经网络进行模式识别。分析结果表明,能在车辆噪声干扰下有效地识别水泥混凝土路面板下地基的脱空情况,为检测路面板下地基脱空的方法提供了理论依据。     

大跨斜拉桥扁平钢箱梁损伤定位指标的噪声鲁棒性比较研究

以润扬大桥斜拉桥的扁平钢箱梁结构为分析对象,采用子结构方法将扁平钢箱梁结构的整体尺度动力特性和细节尺度构件损伤相互衔接实现多尺度损伤分析。在此基础上对模态曲率、模态应变能、模态柔度和斜拉索索力等4类结构损伤定位指标的抗噪声干扰能力进行了对比分析。分析结果表明,模态应变能和模态柔度对于扁平钢箱梁结构损伤定位具有较好的互补性,将其相结合对扁平钢箱梁主跨和边跨的损伤识别具有较好的抗噪声干扰能力。     

金属磁记忆无损检测的研究现状和关键问题

金属磁记忆检测技术自提出以来，便受到了广泛的重视，作为一种新兴的无损检测方法，能够对铁磁材料的应力集中、早期损伤及损伤程度等进行评估。但是，目前的研究多集中于磁记忆检测的板件试验，对磁记忆的物理模型和应力定量化评估方面的研究不够深入。基于此，总结了国内外关于磁记忆效应机理、磁信号影响因素、磁记忆损伤评价参数及基础试验研究方面的研究现状和进展，对金属磁记忆检测技术亟待解决的关键性问题进行了讨论，并指出金属磁记忆检测技术未来的发展趋势。结果表明：由于磁记忆信号的影响因素非常复杂，缺乏系统的试验和理论依据，目前只是停留在初步理论摸索和简单应用上，影响了该技术的量化发展和工程应用；要利用磁记忆检测技术进行应力定量化评估，必须要明确影响磁记忆信号的多种因素及其影响程度；现有的损伤评价参数都只是提取了磁信号的某些特征，并未进行全面的磁信号特征分析，具有一定的局限性；磁记忆技术的试验研究多集中于不同材料性质的静载拉伸试验和疲劳试验，受载形式单一，对构件性质的研究很少，而钢结构中梁、板等主要构件均承受弯剪应力作用。可见，要将磁记忆检测技术应用于钢结构，必须对弯剪应力作用下的构件磁记忆信号变化规律进行研究。