带表面裂纹连续梁损伤识别的曲率模态小波分析

以带横向非对称非贯通表面裂纹的连续梁为研究对象,利用小波奇异性检测原理,提出了带表面裂纹连续梁损伤识别小波分析方法.以带表面裂纹连续梁三维有限元分析求解梁的位移模态为基础,利用中心差分法得到梁的曲率模态,再用sym4小波对曲率模态进行连续小波变换,根据小波系数模极大值识别损伤位置,以一个三跨连续梁内两处半椭圆形表面裂纹的损伤识别为例,通过数值计算分析,验证了方法的有效性.同时,计算结果表明,运用曲率模态小波变换识别连续梁损伤比基本振型的小波变换方法更为准确、有效.该研究对带表面裂纹结构的损伤诊断应用具有参考价值.     

基于小波-人工免疫算法的框架结构损伤识别

提出了小波-人工免疫算法的概念,建立了框架结构有限元模型。采用Lanczos法,对结构进行模态分析,得到了含损伤框架结构的应变模态。运用小波分析方法,对结构的模态参数进行连续小波变换,得到了小波系数图,并通过图形中的奇异点来识别框架结构的损伤位置。以基于结构的频率和模态振型所建立的目标函数为抗原,以小波识别出的损伤单元损伤程度(即问题的解)作为抗体,运用人工免疫算法,进行全局寻优迭代计算,实现对结构损伤程度的识别。以平面框架结构为例进行计算,分析结果表明:该方法能够有效识别结构的损伤位置和损伤程度。     

基于移动荷载作用下的结构响应及小波分析的桥梁损伤诊断

用扭转弹簧模拟裂缝损伤,推导了移动荷载作用下裂缝损伤梁的动力响应.通过对损伤梁在移动荷载作用下的位移响应参数进行小波变换,用小波系数灰度图和小波系数模极大值轨迹图识别损伤位置,用可以评价信号奇异性特征的Lipschitz指数评价损伤程度,考察了不同损伤程度、多损伤位置和测点位置,荷载速度和荷载大小及噪声等因素的影响.数值计算表明该方法具有很好的识别效果.     

基于多小波分析的暂态信号去噪方法研究

由于多小波分析方法的特殊性,需要对原始信号进行预处理.不同的预处理方法对多小波去噪效果有着非常明显的影响.文中介绍了多小波理论,选用GHM多小波,采用了4种预处理方法对信号进行预处理,分析了基于这4种方法进行信号去噪的结果,并与单小波处理结果进行了比较.将比较结果应用于检测系统输出电压信号进行分析,结果表明,利用多小波变换方法对暂态信号去噪比用单小波方法具有明显的优越性.     

基于复Morlet小波变换的车体模态参数识别

详细推导了基于复Morlet小波变换的车体模态参数识别过程.对国内某高速动车组纯车体进行多点激励正弦扫频,利用随机减量法对车体振动响应信号进行随机减量处理,获取自由振动信号,首次运用小波理论对高速动车进行模态参数识别.同时也运用最小二乘法识别各阶振型.识别结果与商用软件Test.Lab对比,频率误差小于2％,说明小波分析适合用于高速车体这样复杂系统的参数识别.     

小波变换在输电塔结构损伤位置识别中的应用

采用小波变换极大值在多尺度上的变换规律表征信号突变点的性质,从而确定信号有无奇异点并确定其位置,进而对等截面悬臂梁进行损伤位置识别。然后将该小波变换方法应用于大型输电铁塔的损伤位置识别。考虑到对大型结构施加荷载和监测变形曲线较为困难,提出了利用环境激励下的加速度响应沿高度变化的曲线作为基本信息进行小波变换的识别方法。结果表明,该方法能有效地识别沿高度刚度均匀分布或渐变的高耸格构式塔架的损伤位置,对存在刚度突变的塔架无法有效地识别刚度突变处的损伤。     

基于小波变换在图像去噪中应用

基于噪声是影响图像质量的重要因素.噪声的存在导致图像的某些特征细节不能被辨识,图像信噪比下降.本文将小波阈值去噪与维纳滤波结合起来,在小波域进行维纳滤波.设计了双小波基维纳滤波器,采用两路小波变换,对静态图像和动态影像进行去噪实验,结果表明改进的小波域去噪方法相比其他方法能够获得较好的视觉效果和较高的信噪比.     

基于改进小波变换方法的混沌信号去噪研究

针对混沌信号和噪声频谱互相重叠,传统方法难以实现有效滤波这一问题,提出一种改进的小波去噪方法.该方法采用参数加权法构造信号,将小波分解系数进行阈值处理,通过循环迭代,利用序列中包含的有效信息,将有用信号提取出来.仿真结果表明,利用改进小波变换去噪方法改善了混沌时间序列的预测结果,证明了该方法的有效性.     

基于小波分析的电力参数交流采样信号去噪方法

介绍了应用小波分析方法进行信号去噪的基本原理,基于阀值小波变换去除信号高、低频噪声,然后应用小波包分解方法获取信号的特征量从而进行信号的重构,消除瞬态突变干扰信号.论述了电力参数交流采样信号的特点,并对系统结构和组成进行了分析.实验结果表明:该方法可以有效地进行信号的消噪,并获取真实的采样测量信号.这种方法对其它类似系统也具有一定参考价值.     

基于小波变换自适应数字图像水印算法

阐述了图像数字水印和小波变换的基本原理,通过对小波基、分解级数、小波系数选择及人类视觉掩蔽特性等的分析,提出了一种基于小波变换自适应图像数字水印算法.通过剪切、加噪、滤波、锐化、模糊等几种常用攻击技术对算法进行了测试,实验结果表明该算法具有较强的鲁棒性.     

梁结构的区间B样条小波混合有限元法

基于梁结构的广义变分原理和区间B样条小波(BSWI)插值,提出梁的区间B样条小波混合有限元法,建立了分析细长梁和弹性地基梁的静力弯曲、振动模态和稳定性问题的求解通式.根据BSWI函数区间边界的数值特征,得到了梁常见边界条件下的挠度和弯矩小波系数值.BSWI混合有限元法可同时直接求解梁结构的挠度和弯矩,克服了位移有限元法弯矩求解精度不高的缺点.算例结果表明,BSWI混合有限元法计算梁弯矩的精度比BSWI位移有限元法提高了10.9%,说明了BSWI混合有限元法在梁结构应用中的有效性和精确性.     

基于模态应变能和BP神经网络的混凝土框架结构损伤识别

采用模态应变能变化率和BP神经网络的两步损伤识别方法,对钢筋混凝土框架结构进行损伤识别研究.首先,利用单元的模态应变能变化率作为结构损伤定位因子,运用通用有限元ANSYS的APDL语言编制程序,计算模态应变能变化率;然后,利用BP神经网络进行损伤程度识别.该方法将二者优点相结合,并克服了单纯利用模态应变能难以准确计算损伤程度以及单纯利用BP神经网络样本巨大的困难.数值仿真结果表明,该方法适用于框架结构的损伤识别.     

基于不完备测试阵型的结构损伤识别与误差分析

目前大多数结构损伤识别方法假定有限元模型自由度与实测自由度相同,而实测的数据往往非常有限,为了使测试的不完备模态参数能够用于损伤识别,一般需要对不完备模态进行扩阶处理,该文研究了一种将未测自由度的模态阵型用原始结构的阵型与阵型的改变量之和表示的扩阶方法,通过确定阵型的改变量获得受损结构的完备模态阵型,同时对扩阶过程中的误差进行定量分析,提出了模态贡献因子指标,依据模态贡献因子对不完备信息进行扩充并进行损伤识别。数值结果表明,利用模态贡献因子进行的扩阶识别方法能在保证识别损伤精度的基础上一定程度的提高计算效率。     

轮对损伤诊断的模态分析方法

应用频率移动及模态振型变化进行结构损伤定位和损伤度诊断的基本原理,对铁路车辆轮对的损伤度进行诊断摸拟分析,用有限元方法得到了轮对卸荷槽附近在不同损伤度的条件下轮对模态频率和位移振幅幅值的变化趋势.分析指出损伤度小时频率移动小,损伤度大时频率移动大,当损伤度由小变大时,位移频率响应的幅值变化比较明显.当损伤度小时亦采用模态振型进行损伤诊断,当损伤度大时亦采用频率进行损伤诊断.     

Application of non-detective techniques in traditional masonry structures

Study on the non-destructive detection techniques and damage identification method is of great importance in protecting and rehabilitating the ancient architectural structure. In order to identify the location and the grade of structural damages, a multi-point microtremor measurement is performed on carved brick screen walls at Songjiang area in Shanghai, and the observed dynamic parameters (natural frequencies and natural modal) are obtained. On the other hand, the dynamic parameters of the original structure are calculated by finite-element-method (FEM). Normalizing the observed and calculated parameters on unified physical quantity, the damages are located by the variation on vibration modal, and the grade of structural damages is quantitatively evaluated by stiffness losses based on the variation on vibration modal.     

Dynamic modeling and active control of a strap-on launch vehicle

Dynamic modeling and active control of a strap-on launch vehicle are studied in this paper. In the dynamic modeling, the double-compatible free-interface modal synthesis method is used to establish dynamic model of the system, and its model precision is compared with those of finite element method(FEM), fixedinterface modal synthesis method and free-interface modal synthesis method. In the active control, the swing angle of rocket motor is used as design variable, and the control law design based on the model of mass center motion is adopted to validate the system. Simulation results indicate that the double-compatible model synthesis method can properly approximate the FEM which is used as the benchmark solution, and the model precision of the double-compatible modal synthesis method is obviously higher than those of the fixed-interface and freeinterface modal synthesis methods. Based on the control law design, the deflection of mass center of the launch vehicle is very small.     

车辆-轨道耦合动力学钢轨模型求解方法

应用车辆-轨道非线性耦合动力学模型,分析了采用解析方法的模态叠加法、有限元法的模态叠加法和有限元法的直接积分法求解车辆-轨道耦合动力学钢轨模型的计算精度与计算效率.选取Bernoulli-Euler梁或Rayleigh-Timoshenko梁模拟钢轨,采用不同类型单元离散钢轨模型,并利用显式积分方法求解车辆-轨道耦合动...     

蒙特卡罗法在桥梁损伤识别中的应用

以桥梁结构损伤识别为研究对象,采用模态应变能损伤识别与蒙特卡罗法相结合的方法,讨论了测试噪声对桥梁结构损伤定位的影响。在分析过程中对模态的阶数、单损伤、多损伤及损伤部位等进行了研究,依据噪声影响下的模态应变能变化率定位结构损伤。以某连续梁桥为例验证了方法的有效性,利用蒙特卡罗法进行了1万次的计算,得到在不同损伤程度、不同损伤位置随测试噪声水平变化的识别率。研究结果表明,损伤识别率更能表征损伤识别方法,且符合工程实际需要。     

特大模型桥动力试验中的模态分离技术

斜拉桥的模态参数是检验有限元动态数学模型的重要依据。根据岳阳洞庭湖大桥模型的对称性,在动力试验中采用了模态分离技术,为大型桥梁或桥梁模型动力试验提供了一种有效的方法。