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基于振型多分辨复杂度谱的板结构损伤检测

振动．测试与诊断 2017年第6期37卷 1267-1272页

作者：徐宗美白润波张建刚刘传孝山东农业大学水利土木工程学院泰安271018 河海大学力学与材料学院南京210098

针对目前基于振型的结构损伤检测方法普遍存在抗噪能力弱、对弱小损伤不敏感等不足,开展了克服这些缺陷的板类结构损伤识别研究。鉴于结构振型中噪声、趋势和损伤信息具有不同的尺度分布特性,基于二维高斯小波变换,提出多尺度振型空间概... 详细信息

针对目前基于振型的结构损伤检测方法普遍存在抗噪能力弱、对弱小损伤不敏感等不足,开展了克服这些缺陷的板类结构损伤识别研究。鉴于结构振型中噪声、趋势和损伤信息具有不同的尺度分布特性,基于二维高斯小波变换,提出多尺度振型空间概念,使振型的各成分信息得以独立表达,以凸显损伤信息。通过定义点态复杂度指标,借助滑动窗口法,在多尺度振型空间上形成多分辨复杂度谱。多分辨复杂度谱可使损伤进一步显现,能描述损伤的位置、大小及形状,并能反应损伤程度,实现了在噪声条件下对板类结构轻微损伤的准确表征。基于一实际工程闸门的数值模拟和两个模型试验,验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：损伤检测振型复杂度板二维高斯小波

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复杂结构损伤检测的分段小波变换法

工程力学 2008年第8期25卷 1-5,17页

作者：于国友罗晓健苗青东莞理工学院建筑工程系广东东莞523808 天津大学建工学院天津300072

小波变换由于具有表征信号局部特征的能力,很适合探测信号中的反常成分,因此已越来越广泛的应用于简单结构的损伤检测。但对于工程中常见的复杂结构,转折点的存在却限制了小波变换的应用,尤其是难以检测到转折点处的损伤。该文采用将复... 详细信息

小波变换由于具有表征信号局部特征的能力,很适合探测信号中的反常成分,因此已越来越广泛的应用于简单结构的损伤检测。但对于工程中常见的复杂结构,转折点的存在却限制了小波变换的应用,尤其是难以检测到转折点处的损伤。该文采用将复杂结构分段化的方法来模拟海上自升式平台的两种损伤工况,经合理地选取模态类型,成功地检测到了此种复杂结构的多损伤情况。为了避免采用分段方法后因边界效应而引起的伪破坏,该文引入了模态扩展方法。对结构的模态进行扩展处理后,可准确地检测到结构端部或转折处发生的破损。

关键词：分段方法模态扩展损伤检测复杂结构小波变换

碳纤维层合板Lamb波损伤检测的加权块稀疏成像法

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西安交通大学学报 2019年第6期53卷 176-182页

作者：徐冠基许才彬杨志勃陈雪峰中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266000 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

针对Lamb波稀疏阵列损伤成像方法中存在的成像分辨率低、伪点干扰大的问题,基于损伤在被测结构中的稀疏先验,提出了一种加权块稀疏重构的Lamb波损伤成像方法。首先通过Lamb波在薄板类结构中的线性传播模型,结合稀疏传感器阵列信息,构造... 详细信息

针对Lamb波稀疏阵列损伤成像方法中存在的成像分辨率低、伪点干扰大的问题,基于损伤在被测结构中的稀疏先验,提出了一种加权块稀疏重构的Lamb波损伤成像方法。首先通过Lamb波在薄板类结构中的线性传播模型,结合稀疏传感器阵列信息,构造过完备Lamb波散射的块稀疏字典;其次将测量得到的Lamb波散射信号在所构建的过完备字典下进行稀疏表示,将Lamb波损伤成像问题转化为加权l1范数最小化的凸优化问题;最后通过谱梯度投影法,求解所建立的加权块稀疏凸优化模型,得到损伤散射信号在该字典下的稀疏表示系数并以此作为损伤指标,实现对被测结构的损伤成像。碳纤维层合板上的模拟损伤成像结果表明:所提方法在单损伤成像中的定位误差为3.16mm,在双损伤成像中的最大定位误差为4.24mm。实验验证了所提方法的有效性,与传统延迟叠加成像法的对比表明,所得损伤成像结果具有更高的分辨率,更小的伪点干扰,但同时也需要更大的计算量。

关键词： Lamb波稀疏重构损伤检测碳纤维层合板结构健康监测

考虑温度梯度的模态应变能法海洋平台损伤检测研究

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振动与冲击 2012年第6期31卷 90-95页

作者：刘克飞石湘周雷王凤云中国海洋大学工程学院青岛266100 海洋石油工程股份有限公司天津300451

针对导管架式海洋平台,研究了海水温度梯度对结构整体损伤检测方法之一的模态应变能法的影响。以一个导管架平台为模型,考虑温度对钢材弹性模量的影响,建立了该平台在模拟的海水温度梯度下的有限元模型。通过使用模态应变能法对该模型... 详细信息

针对导管架式海洋平台,研究了海水温度梯度对结构整体损伤检测方法之一的模态应变能法的影响。以一个导管架平台为模型,考虑温度对钢材弹性模量的影响,建立了该平台在模拟的海水温度梯度下的有限元模型。通过使用模态应变能法对该模型进行损伤检测,总结了温度梯度对基于模态应变能法的海洋平台损伤检测的影响规律。结果表明温度梯度会使该方法损伤定位能力变弱,对结构冗余度越大的构件影响越大;同时会使损伤程度识别精度降低,构件结构冗余度越大、损伤程度越小,影响越大。

关键词：海洋平台损伤检测温度梯度模态应变能法

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基于随机振动响应相干函数的梁结构损伤检测

振动与冲击 2016年第11期35卷 146-150,173页

作者：张宇飞王山山甘水来河海大学力学与材料学院工程力学系南京210098 上海外高桥造船有限公司上海200137

损伤通常会减小结构的刚度,增加结构动力响应的非线性程度,基于该原理,提出了基于随机振动响应相干函数的梁结构损伤检测的方法,并推导出判别损伤的改进型局部损伤因子(MLDF)。该法考虑了结构本身非线性和系统噪声的影响,提高了检测精度... 详细信息

损伤通常会减小结构的刚度,增加结构动力响应的非线性程度,基于该原理,提出了基于随机振动响应相干函数的梁结构损伤检测的方法,并推导出判别损伤的改进型局部损伤因子(MLDF)。该法考虑了结构本身非线性和系统噪声的影响,提高了检测精度,根据MLDF出现的位置以及大小可以对损伤进行定性和定量的分析。通过不同工况下悬臂梁的随机振动试验研究,验证了该方法对识别梁结构单裂缝损伤与多裂缝损伤的准确性和可靠性,表明此法可有效地检测梁结构中损伤的程度和位置。

关键词：悬臂梁损伤检测相干函数随机振动非线性

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小波变换在层板实时损伤检测中的应用

北京航空航天大学学报 2003年第11期29卷 1047-1050页

作者：鲁大伟李书北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

采用小波变换作为复合材料层合板损伤检测信号的分析工具 ,在获得复合材料层合板的动力学响应的基础上 ,应用小波分析工具对结构响应信号进行提取 ,对含噪声信号则先作降噪声处理 ,然后再进行小波分解 ,根据各种响应信号对损伤的灵敏度 ... 详细信息

采用小波变换作为复合材料层合板损伤检测信号的分析工具 ,在获得复合材料层合板的动力学响应的基础上 ,应用小波分析工具对结构响应信号进行提取 ,对含噪声信号则先作降噪声处理 ,然后再进行小波分解 ,根据各种响应信号对损伤的灵敏度 ,选择损伤特征 ,通过捕捉结构出现损伤的时刻。

关键词：层板小波实时监测损伤检测

基于振动响应内积向量和数据融合的结构损伤检测方法试验研究

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振动与冲击 2013年第14期32卷 109-115页

作者：胡鑫杨智春王乐西北工业大学航空学院西安710072

提出了一种基于振动响应内积向量(Inner Product Vector,IPV)和数据融合的损伤检测方法,并进行了相应的验证试验研究。分别以随机信号和正弦信号对结构进行激励,利用加速度传感器采集结构的振动响应信号,计算结构的损伤指标,然后利用数... 详细信息

提出了一种基于振动响应内积向量(Inner Product Vector,IPV)和数据融合的损伤检测方法,并进行了相应的验证试验研究。分别以随机信号和正弦信号对结构进行激励,利用加速度传感器采集结构的振动响应信号,计算结构的损伤指标,然后利用数据融合理论将结构各参考点下的损伤指标进行融合。损伤检测的验证试验结果表明,结合数据融合理论后,能够避免原始IPV方法中参考点选取对检测准确度的影响问题,并能准确进行损伤定位。两组不同激振信号的检测结果对比显示,数据融合对外激励为正弦信号的检测结果的准确度提升更为显著。

关键词：损伤检测内积向量数据融合时域响应随机激励正弦激励

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基于匹配追踪的蜂窝夹层复合材料损伤检测

仪器仪表学报 2012年第4期33卷 836-843页

作者：冯勇明周丽李真南京航空航天大学航空宇航学院机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 中国商飞上海飞机设计研究院上海200232

基于Lamb波和匹配追踪时频分析方法,提出一种损伤成像方法,对蜂窝夹层复合材料结构进行损伤监测。首先针对Lamb波传播的特点,提出了匹配追踪方法的快速实现方案,该方法能准确地匹配失真变形的窄带脉冲信号,并识别Lamb波的模态;然后对由... 详细信息

基于Lamb波和匹配追踪时频分析方法,提出一种损伤成像方法,对蜂窝夹层复合材料结构进行损伤监测。首先针对Lamb波传播的特点,提出了匹配追踪方法的快速实现方案,该方法能准确地匹配失真变形的窄带脉冲信号,并识别Lamb波的模态;然后对由压电传感器采集到的Lamb波信号,采用匹配追踪方法提取特征信息,得到Lamb波的能量分布;在此基础上,考虑Lamb波在各向异性结构中传播速度的影响,将损伤处的散射波能量分布和各像素点对比度联系起来,得到损伤图像,将损伤的情况可视化。通过蜂窝夹层复合材料结构实验验证了该方法的可行性和有效性。

关键词：蜂窝夹层复合材料 Chirplet原子 Lamb波损伤检测

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基于振动响应的弦结构损伤检测

振动与冲击 2009年第6期28卷 29-31页

作者：徐伟华刘济科吕中荣中山大学力学系广州510275

从弦强迫振动方程出发,建立了其相应的有限元运动方程,利用直接积分法计算了弦在外激励下的响应。将弦的局部损伤模拟为单元面积的减少,推导了响应对弦单元面积的灵敏度。并利用此响应灵敏度进行弦的局部损伤识别。数值算例表明,该方法... 详细信息

从弦强迫振动方程出发,建立了其相应的有限元运动方程,利用直接积分法计算了弦在外激励下的响应。将弦的局部损伤模拟为单元面积的减少,推导了响应对弦单元面积的灵敏度。并利用此响应灵敏度进行弦的局部损伤识别。数值算例表明,该方法能快速准确地识别出弦的局部损伤,并且对模拟的人工噪声不敏感。说明该方法具有一定的工程实用前景。

关键词：弦结构损伤损伤检测响应灵敏度