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基于应变模态小波变换的框架结构损伤识别研究 随着中国经济的蓬勃发展,框架结构在建筑领域得到了广泛的应用。尽管框架结构具有高强度、优异的抗震性和刚度等特点,但在长期的使用过程中,由于自然和人为因素的影响,框架结构也会受到损伤,从而导致建筑物的安全受到威胁。因此,对框架结构损伤的识别和评估一直是基础研究和应用研究的重要方向之一。 在现有的标准方法中,常采用经验模态分解(EMD)、小波变换(WT)等方法对结构损伤进行分析。然而,这些方法研究的时间和频域上是分开的,没有利用到两者在实际结构损伤分析中的内在联系。在此背景下,本文提出了一种基于应变模态小波变换的框架结构损伤识别方法。 首先,介绍了框架结构的理论模型和损伤模型。具体而言,分析了框架结构的动力学响应,即加速度响应与应变响应之间的关系。然后,根据损伤模型,建立了结构损伤的数学模型。该模型将结构损伤定义为不均匀的应变分布,通过在框架结构中添加多种不同类型的损伤程度进行分析。 接下来,介绍了小波变换及其在结构损伤分析中的应用。小波变换具有时频分析的优点,在损伤分析中更容易识别损伤的位置与程度。同时,针对框架结构中不连续的应变响应,本文提出了应变模态分解(SMD)方法。 本文的主要贡献是提出了一种基于应变模态小波变换的框架结构损伤识别方法。该方法将SMD与小波变换相结合,利用SMD作为小波包分解的输入信号,通过小波包系数对结构损伤进行分析和识别。具体而言,通过SMD分解将输入应变信号分解为不同频率和不同模态的时间序列,随后利用小波包分解对不同尺度和不同频率的隐含信息进行分析。最后,根据损伤的位置和程度识别框架结构的损伤情况,并对其进行评估。 实验结果表明,该方法具有较高的准确度和鲁棒性,其精度优于已有的损伤识别方法。本文的研究为框架结构损伤识别提供了一种新的思路,也有望在结构健康监测中发挥重要的作用。