本文關(guān)鍵詞：橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件集成開發(fā)及算法抗噪性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：對于橋梁健康監(jiān)測,結(jié)構(gòu)分析是基礎(chǔ),模態(tài)識別是關(guān)鍵,損傷識別是核心;針對橋梁健康監(jiān)測的這三個關(guān)鍵問題,本文主要研究內(nèi)容如下:本文簡單介紹結(jié)構(gòu)分析的基本理論,深度剖析橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)中噪聲的來源、產(chǎn)生機理;將噪聲進行分類,并探討不同產(chǎn)生機理噪聲的數(shù)值仿真方法;編制結(jié)構(gòu)分析程序;為后續(xù)的模態(tài)識別、損傷識別、以及探究健康監(jiān)測噪聲在模態(tài)識別和損傷識別中的誤差傳播定律打下基礎(chǔ)。以現(xiàn)代時頻分析技術(shù)為切入點,簡單介紹兩種時頻分析技術(shù)(WT、HHT)的基本原理,在此基礎(chǔ)上對兩種時頻域的模態(tài)識別算法(基于WT模態(tài)識別算法、基于HHT模態(tài)識別算法)進行了深入的探討,詳細介紹兩種算法的識別過程和其中關(guān)鍵問題的處理方法,編制了模態(tài)識別程序,并通過兩個彈簧質(zhì)量系統(tǒng)(Kabes’6自由度和Kabes’8自由度)數(shù)值仿真算例驗證算法的適用性和程序的正確性,并與傳統(tǒng)時域算法隨機子空間法(SSI)進行對比。在上述基礎(chǔ)上,本文簡單介紹傳統(tǒng)基于模態(tài)參數(shù)的損傷識別算法,對基于模態(tài)參數(shù)算法進行了簡單評述;詳細介紹小波變換和曲率模態(tài)結(jié)合損傷識別方法的基本理論和識別步驟,并編制損傷識別程序。以MATLAB和SQL server數(shù)據(jù)庫為平臺,匯總前述結(jié)構(gòu)分析、模態(tài)識別、損傷識別程序,集成開發(fā)能夠嵌入橋梁健康系統(tǒng)實時運行的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析集成軟件,涵蓋了健康監(jiān)測數(shù)據(jù)分析整條生態(tài)鏈上的結(jié)構(gòu)分析、傳感器優(yōu)化、模態(tài)識別和損傷識別功能;與常規(guī)的商業(yè)軟件對比,有可以實時在線運行,參數(shù)調(diào)試等特色功能。本文最后利用集成開發(fā)的軟件平臺對一座斜拉橋進行了數(shù)值仿真,并利用本文的時頻域的兩種算法進行模態(tài)識別,對比不同噪聲水平下模態(tài)識別的精度,將識別得到的結(jié)果應用于損傷識別,對比三種損傷指標的抗噪性能,驗證本文開發(fā)的集成軟件可靠性和適用性,有望在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。
【關(guān)鍵詞】：橋梁工程 健康監(jiān)測 結(jié)構(gòu)分析 模態(tài)識別 損傷識別 時頻分析 MATLAB 集成開發(fā)
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U446
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 引言11-13
• 1.1.1 橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的意義11-12
• 1.1.2 橋梁健康監(jiān)測的關(guān)鍵問題和難點12-13
• 1.2 橋梁健康監(jiān)測的結(jié)構(gòu)分析仿真研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 環(huán)境激勵下模態(tài)識別方法研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 頻域法14
• 1.3.2 時域法14-17
• 1.3.3 時頻域法17-18
• 1.4 損傷識別方法研究現(xiàn)狀18-21
• 1.4.1 基于模態(tài)參數(shù)的損傷識別18
• 1.4.2 小波分析在損傷識別研究現(xiàn)狀18-21
• 1.5 現(xiàn)有的研究及應用的不足21
• 1.6 主要研究內(nèi)容及方法21-23
• 第二章 橋梁健康監(jiān)測結(jié)構(gòu)仿真分析23-36
• 2.1 引言23
• 2.2 結(jié)構(gòu)分析基本理論23-28
• 2.2.1 結(jié)構(gòu)振動微分方程23-24
• 2.2.2 桿系單元特性矩陣24-27
• 2.2.3 動力反應分析27-28
• 2.3 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)噪聲仿真28-31
• 2.3.1 噪聲來源和產(chǎn)生機理28-30
• 2.3.2 噪聲數(shù)值仿真30-31
• 2.4 程序可靠性驗證31-33
• 2.5 橋梁健康監(jiān)測噪聲數(shù)值仿真實例33-34
• 2.6 本章小結(jié)34-36
• 第三章 時頻域模態(tài)識別算法36-59
• 3.1 引言36
• 3.2 隨機減量法36-38
• 3.3 基于連續(xù)小波變換的模態(tài)識別方法38-52
• 3.3.1 基本理論38-39
• 3.3.2 小波變換模態(tài)識別39-45
• 3.3.3 算例45-52
• 3.4 希黃變換模態(tài)識別方法52-58
• 3.4.1 EMD過程52-54
• 3.4.2 希黃變換模態(tài)識別方法54-56
• 3.4.3 算例56-58
• 3.5 本章小結(jié)58-59
• 第四章 損傷識別59-66
• 4.1 引言59
• 4.2 振型擴展、修正59-61
• 4.2.1 振型擴展59-60
• 4.2.2 振型修正60-61
• 4.3 小波與模態(tài)參數(shù)聯(lián)合損傷識別方法61-65
• 4.3.1 基于模態(tài)參數(shù)的損傷識別算法61-63
• 4.3.2 基于模態(tài)參數(shù)損傷識別方法評述63-64
• 4.3.3 小波與模態(tài)參數(shù)聯(lián)合損傷識別方法64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 健康監(jiān)測數(shù)據(jù)分析處理軟件集成開發(fā)66-84
• 5.1 引言66
• 5.2 開發(fā)平臺66
• 5.3 軟件集成開發(fā)構(gòu)架66-67
• 5.4 結(jié)構(gòu)分析軟件開發(fā)67-74
• 5.4.1 結(jié)構(gòu)分析程序框架67-68
• 5.4.2 前處理模塊68-70
• 5.4.3 計算核心模塊70-71
• 5.4.4 功能操作介紹71-73
• 5.4.5 傳感器優(yōu)化73-74
• 5.5 模態(tài)識別軟件開發(fā)74-81
• 5.5.1 模態(tài)識別程序框架74-76
• 5.5.2 參數(shù)配置76-78
• 5.5.3 信號預處理及信號分析78-79
• 5.5.4 參數(shù)調(diào)試79-80
• 5.5.5 在線顯示及振型動畫模塊80-81
• 5.6 損傷識別軟件開發(fā)81-82
• 5.6.1 損傷識別軟件框架81-82
• 5.6.2 損傷識別界面82
• 5.7 中心數(shù)據(jù)庫82
• 5.8 軟件集成82-83
• 5.9 本章小結(jié)83-84
• 第六章 工程應用84-110
• 6.1 引言84
• 6.2 數(shù)值算例84-109
• 6.2.1 數(shù)值仿真計算84-85
• 6.2.2 傳感器優(yōu)化布置85-88
• 6.2.3 響應數(shù)值仿真88
• 6.2.4 模態(tài)識別88-101
• 6.2.5 損傷識別101-109
• 6.3 本章小結(jié)109-110
• 結(jié)論與展望110-112
• 結(jié)論110-111
• 展望111-112
• 參考文獻112-118
• 致謝118

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件集成開發(fā)及算法抗噪性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：480320