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基于EEMD-HHT变换的爆破损伤分析方法
基于EEMD-HHT变换的爆破损伤分析方法
摘要
爆破损伤是指由于爆破引起的结构物的破坏和损伤。爆破损伤分析是一项重要的工作，可以帮助工程师评估结构的安全性和可靠性。传统的爆破损伤分析方法需要大量的实验数据和计算资源，且易受噪声干扰。本文提出了一种基于EEMD-HHT变换的爆破损伤分析方法，该方法可以有效地处理噪声，并提取出结构物在爆破过程中的关键特征信息。
关键词：爆破损伤，EEMD-HHT变换，特征提取
1引言
爆破损伤是一种常见的结构物破坏形式，其对结构物的完整性和安全性具有重要影响。传统的爆破损伤分析方法主要依赖于实验和数值模拟，需要大量的时间和计算资源。
近年来，随着信号处理和模式识别技术的发展，人们开始注意信号的特征提取和模式识别方法在爆破损伤分析中的应用。其中，经验模态分解(EEMD)和Hilbert–Huang变换(HHT)是一对被广泛使用的方法，能够有效地处理非线性和非平稳信号。
2EEMD-HHT变换原理
2.1EEMD
EEMD是一种将经验模态分解(EMD)与噪声轮换方法相结合的信号分解算法。EMD是一种将信号分解为多个本质模态函数(IMF)的方法，每个IMF都是具有相同振幅和频率的纯谐波信号。然而，EMD在处理非平稳信号时存在模态混叠的问题，即某些IMF在不同的试验中可能具有不同的特征。
为解决这个问题，EEMD采用了一种噪声轮换方法，即将一定量的高斯白噪声加入原始信号中，然后多次进行EMD分解。最后，通过平均分解得到稳定的IMF。
2.2HHT
HHT是一种将信号分解为固有模态函数(IMF)并进行频率分析的方法。在HHT中，通过Hilbert变换将信号从时域转换到时频域，并通过求取Hilbert谱得到信号的瞬时频率信息。HHT适用于非线性和非平稳信号的分析。
3基于EEMD-HHT变换的爆破损伤分析方法
基于EEMD-HHT变换的爆破损伤分析方法包括以下步骤：
(1)数据采集：使用传感器采集爆破损伤信号。
(2)EEMD分解：将采集到的信号进行EEMD分解，得到多个IMF。
(3)IMF选择：根据物理意义和能量分布选择合适的IMF进行后续处理。
(4)HHT分析：对选择的IMF进行HHT分析，得到信号的瞬时频率信息。
(5)特征提取：根据信号的瞬时频率信息提取结构物在爆破过程中的关键特征。
(6)损伤评估：根据特征提取结果进行损伤评估，评估结构物的安全性和可靠性。
4实验结果与分析
本文通过对一座桥梁在爆破过程中的损伤进行分析，验证了基于EEMD-HHT变换的爆破损伤分析方法的有效性。
实验结果显示，采集到的信号经过EEMD-HHT变换后，得到了结构物在爆破过程中的瞬时频率信息。通过对瞬时频率信息的分析，可以提取出结构物损伤的关键特征，如共振频率的变化和能量的分布等。这些特征可以直观地反映结构物在爆破过程中的损伤情况，为工程师评估结构的安全性和可靠性提供了重要依据。
5结论
本文提出了一种基于EEMD-HHT变换的爆破损伤分析方法，该方法能够有效地处理噪声，并提取出结构物在爆破过程中的关键特征。通过对实验数据的分析，验证了该方法的有效性。
未来的工作可以进一步优化该方法，并将其应用于更广泛的结构损伤分析领域。同时，可以结合其他信号处理和模式识别方法，提高分析的精度和效率。
参考文献
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