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基于弯扭信息的塔式结构损伤位置识别

龙昊鹏

  塔式结构是一种以风载荷为控制设计的高耸结构,该结构广泛用于广播电视、通信、输电等行业。在环境侵蚀、材料老化、疲劳效应及突变效应等灾害因素的共同作用下,结构某些部位将产生损伤,进而引起结构的物理参数及动力特性发生变化。小波分析具有良好的时频局部化特性,对信号的奇异点非常敏感,可以利用小波分析进行异常信号检测来提取损伤特征。本文根据国内外学者对结构损伤识别方法的研究,采用位移(角位移)均方差作为损伤指标,并利用小波变换来实现结构损伤识别及定位。 本文根据小波基函数特性及分析效果的差异性选取bior6.8小波进行损伤分析。角位移均方差为结构体系抗扭刚度的函数,结构体系出现损伤,抗扭刚度必然发生变化,而塔架扭转变形作用下抗扭刚度的计算是结构动力响应分析的关键。 针对扭转变形作用下无刚度变化及存在刚度突变的格构式塔,采用信息拓展和信息截断相结合的方法,排除了Gibbs现象、损伤间的相互干扰以及刚度突变处对附近信号的干扰等影响,验证了扭转变形作用下塔式结构损伤识别的有效性。 针对水平荷载及扭矩作用下的格构式塔,利用弯扭组合信息对结构单杆损伤的位置进行了识别;本文根据传感器布置位置对损伤信息拾取的影响,提出了传感器布置的方式,对损伤杆件的类别进行了有效地区分,缩小了损伤判定的范围。 最后利用传感器的全方位布置得到的信息,对多杆损伤的位置进行判定,不仅区分开损伤杆件的类别,还判别出同一类损伤杆件的不同组合情况,并通过与单杆损伤的对比,表明了多杆损伤识别的实际意义。……   
[关键词]:塔式结构;损伤识别;小波分析;信息拓展;弯扭组合变形;传感器
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:燕山大学2011年
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