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基于希黄变换的结构损伤特征提取及健康检测新方法研究
  • 项目名称:基于希黄变换的结构损伤特征提取及健康检测新方法研究
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:50308020
  • 申请代码:E0805
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2004-01-01-2006-12-31
  • 项目负责人:陈隽
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:同济大学
  • 批准年度:2003
中文摘要:

近年来,已建及新建重大工程结构的健康检测与监测技术是土木工程领域主要的热点研究问题之一,其核心的难点问题是寻求高灵敏度的损伤特征因子。在国内外现有研究成果的基础上,本项目依据HHT(希黄变换)方法提出新的基于测试信号能量分布变化的损伤特征因子,建立相应的结构健康检测新方法,并通过数值计算、模型试验和实例测试来验证方法的可靠性和实用性。理论研究着重于新因子的理论基础及其物理背景解释。计算分析重点研究特征因子的提取方法、特征因子灵敏度、对噪声及环境影响的鲁棒性、分量选取准则,损伤定位及定量等技术细节。试验验证方面强调通过不同类型结构模型在不同激励下的试验结果以全方位考察方法的适用性。实例分析则结合典型重大工程结构(高层建筑、大跨桥梁)的实测结果进行。HHT方法是一种全新的数据分析方法,应用HHT方法进行结构的健康检测研究,国外刚刚起步,国内尚属空白。本项目研究具有重要的理论价值和应用前景。

结论摘要:

已建及新建工程结构的健康检测、监测技术是土木工程领域近年来国际范围内的热点研究问题。针对结构损伤检测技术中高灵敏度损伤特征因子选取这个难点问题,本项研究通过引入希黄变换来建立新的损伤因子并结合其他技术发展新的损伤检测技术。希黄变换是一种最新的信号处理方法,较传统方法具有无需基函数、无平稳性假定、分解迅速等优点。项目主要研究进展有提出了基于信号能量变化的新型结构损伤因子,通过损伤因子的变化可以识别损伤的出现及单一损伤模式时的损伤位置。该因子不依赖结构模型因此具有很强的适应性;通过振动台试验验证了希黄变换的在线损伤识别能力,利用分解得到的信号中的奇异点,可以准确识别损伤事件的时刻和位置;提出了希黄变换方法提取信号趋势项的准则,消除了传统方法对趋势项类型的限制。并据此提出了用于处理台风记录的非平稳风速模型,实际应用效果良好。在国际期刊、国内核心期刊及国际会议上共发表研究论文9篇,为SCI收录2篇,EI收录3篇。其中在线检测的试验验证及非平稳风速模型均是首次提出,对解决大型土木工程结构实测数据分析具有一定的意义。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 2
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
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