基于小波技术的梁体裂缝检测灵敏度分析

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各种缺陷(如裂缝等)的存在,严重威胁结构的安全,如何识别缺陷的存在和大小一直是人们关心的问题。目前,大部分结构损伤检测的研究工作集中在利用超声波反射法及结构振动响应法进行检测分析。超声波利用的高频信息在结构中传播时衰减很明显,所以只能探测距离结构物表面较浅的缺陷,结构振动响应法利用的振动响应信息和系统的动态参数对裂缝等缺陷的敏感度低,而且不易精确地测定损伤位置,因此,发展更有效地损伤检测手段仍是亟待解决的课题。 小波分析是一种时频分析方法,时频窗口的自适应性适于检测信号的突变信息。Inoue et al.首先应用Morlet小波变换分析欧拉梁中的弯曲波。Onsay和Haddow用Cabor小波分析Timosenko梁中弯曲波确定出冲击位置。但是,上述工作并未涉及到损伤检测。 本文研究了小波技术在梁体结构裂缝检测中的敏感性,特别对不同的裂缝特征、边界条件和采用的小波函数进行了分析研究。裂缝特征包含了裂缝的高度和位置;分析了两种不同的边界条件:简支与固支;采用了四种小波函数:Haar小波、Daubechies小波、Morlet小波和Mexican hat小波。结果表明小波变换在梁结构裂缝检测中是一种有效的工具。
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