小波理论在时变结构参数识别与损伤诊断中的应用

第1章 绪论 1.1 土木工程结构健康监测 1.2 结构参数识别 1.2.1 时不变结构的模态参数识别 1.2.2 时变结构的模态参数识别 1.3 结构损伤识别 1.3.1 基于振动的损伤识别方法 1.3.2 时变损伤识别方法 参考文献 第2章 小波分析理论 2.1 概述 2.2 傅里叶变换 2.2.1 连续傅里叶变换 2.2.2 离散傅里叶变换 2.3 短时傅里叶变换 2.4 连续小波变换 2.4.1 连续小波变换定义 2.4.2 常用的小波函数 2.5 离散小波变换 2.6 小波包变换 2.7 同步挤压小波变换 参考文献 第3章 基于同步挤压小波变换及其改进算法的时变结构参数识别 3.1 概述 3.2 基于小波变换的时变结构参数识别 3.2.1 渐进单分量信号的连续小波变换 3.2.2 小波脊线的提取 3.3 基于同步挤压小波变换识别信号瞬时频率 3.4 基于变分模态分解和同步挤压小波变换识别信号瞬时频率 3.4.1 变分模态分解定理 3.4.2 变分模态分解和同步挤压小波变换识别时变结构瞬时频率 3.4.3 多分量信号数值算例 3.4.4 时变拉索试验验证 3.5 基于同步挤压小波变换改进算法识别信号瞬时频率 3.5.1 联合算法 3.5.2 解析模态分解及其拓展定理 3.5.3 递归希尔伯特变换 3.5.4 变焦同步挤压小波变换 3.5.5 多分量非渐进信号数值算例 3.5.6 质量突变铝合金悬臂梁试验 3.6 基于改进反余弦法识别信号瞬时频率 3.6.1 归一化方法 3.6.2 改进反余弦法 3.6.3 调幅调频信号数值算例 3.6.4 试验验证 3.7 本章小结 参考文献 第4章 新型组合人行桥时变参数识别 4.1 概述 4.2 基本理论 4.2.1 人桥耦合模型 4.2.2 联合方法 4.3 钢-木组合人行桥瞬时频率识别 4.3.1 钢-木组合人行桥有限元模型 4.3.2 连续行走荷载模型 4.3.3 单人-钢木组合人行桥耦合模型 4.3.4 人群-钢木组合人行桥耦合模型 4.3.5 参数分析 4.4 钢-混凝土组合人行桥瞬时频率和阻尼识别 4.4.1 基于改进同步挤压小波变换的阻尼识别 4.4.2 钢-混组合人行桥数值模拟 4.4.3 钢-混组合人行桥试验验证 4.5 本章小结 参考文献 第5章 结构损伤位置及程度识别 5.1 概述 5.2 基于小波总能量变化识别结构损伤位置 5.2.1 小波总能量变化指标 5.2.2 单点和多点损伤工况下的结构损伤位置识别 5.3 基于改进的小波包能量曲率差识别结构损伤位置及程度 5.3.1 改进的小波包能量曲率差指标 5.3.2 基于改进的小波包能量曲率差识别损伤位置 5.3.3 基于改进的小波包能量曲率差识别损伤程度 5.4 基于小波功率谱熵识别结构损伤位置及程度 5.4.1 小波功率谱熵指标 5.4.2 基于小波功率谱熵识别损伤位置 5.4.3 基于小波功率谱熵识别损伤程度 5.5 基于频响函数归一化曲率差的损伤定位 5.5.1 频响函数的定义及其获取 5.5.2 归一化频响函数曲率差指标 5.5.3 钢-木组合人行桥损伤诊断数值算例 5.6 基于自功率谱*大值变化比识别损伤位置 5.6.1 自功率谱*大值变化比指标 5.6.2 简支钢桥试验验证 5.7 本章小结 参考文献 第6章 结构时变损伤诊断 6.1 概述 6.2 基于小波总能量变化率指标识别时变损伤 6.2.1 小波总能量变化率指标 6.2.2 突变损伤工况下的结构时变损伤识别 6.2.3 线性损伤工况下的结构时变损伤识别 6.2.4 简支钢桥时变损伤识别试验验证 6.3 基于同步挤压和时间窗的结构时变损伤识别 6.3.1 时变损伤指标归一化小波能量变化率 6.3.2 筒支梁模型单点时变损伤识别 6.3.3 简支梁模型多点时变损伤识别 6.3.4 时间窗长对时变指标的影响 6.4 本章小结 参考文献 第7章 钢管混凝土构件脱空缺陷诊断 7.1 概述 7.2 基于小波理论识别钢管混凝土脱空缺陷 7.2.1 相对小波熵 7.2.2 小波包能量变化 7.2.3 相对小波包能量曲率差 7.2.4 一阶本征函数相对小波能量变化 7.2.5 带脱空缺陷的钢管混凝土构件有限元模型数值算例 7.2.6 带脱空缺陷的钢管混凝土构件动力试验 7.2.7 脱空缺陷识别结果分析 7.3 基于模态信号分解和峭度识别钢管混凝土脱空缺陷 7.3.1 模态信号分解方法 7.3.2 损伤指标的建立 7.3.3 带脱空缺陷的钢管混凝土柱数值算例验证 7.3.4 带脱空缺陷的钢管混凝土构件试验验证 7.3.5 脱空缺陷识别结果讨论 7.4 本章小结 参考文献 第8章 基桩桩长估计与损伤诊断 8.1 概述 8.2 基于时频信号分解、解调及复连续小波变换的基桩完整性评估 8.2.1 低应变反射原理 8.2.2 复连续小波变换 8.2.3 基桩的完整性分析 8.2.4 混凝土桩数值算例 8.2.5 桥梁桩基实例验证 8.2.6 小结 8.3 基于复连续小波变换改进算法定位基桩损伤 8.3.1 K均值聚类 8.3.2 采用复连续小波变换改进算法定位桩基损伤 8.3.3 混凝土桩数值算例验证 8.3.4 钢筋混凝土桩实例验证 8.3.5 小结 8.4 本章小结 参考文献