基于矩分析和小波分析的胶合梁无损检测与评估开题报告

 2021-08-08 02:16:21

全文总字数:1650字

1. 研究目的与意义

本文研究的目的在于,结合应力波参数和信号频谱、时频谱和小波能量谱等方法对应力波信号进行分析,评估glulam梁健康性能的可能性。

首先,对采集的应力波信号计算其时间能量中心(一阶矩)和频率能量中心,初步分析并判断各测试点缺陷的存在情况,并与切开的样品横截面进行对比,确定缺陷的真伪与位置;其次,进一步对信号进行连续小波变换,计算各信号的的小波熵,以小波熵作为应力波信号特征,评估胶合梁的质量,并与时间能量中心、频率能量中心方法进行对比,指出两者对小缺陷分辩精度的差异。

本研究的意义,随着层积木结构应用的增加,有关胶合粘结层的安全问题也日益受到关注。

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2. 国内外研究现状分析

M. Emre Cek等人[2]提出了听觉诱发电位的连续时间小波熵概念。听觉刺激小波熵快速变化可能刺激时间间隔检测,这种方法消除了隐藏在很短的时间间隔内丢失的信息的概率。Soon Gie Lee等人[1]提出了一种基于连续相对小波熵的桁架桥结构无参考损伤检测算法。这种方法的优点是(1)没有必要测量原始结构的动态响应。(2)它适用于高度非线性和非平稳随机响应数据。(3)对于被试的损坏类型(即螺栓松动),对轻微损坏程度(即5%~10%)是敏感的。检测和分类故障类型在保护电力系统中起着重要作用。S. El Safty, A. El-Zonkoly[3]在检测故障类型时提出使用小波分析和小波熵原理。电力系统的仿真是使用PSCAD / EMTDC进行。对不同类型的故障进行了研究获得不同的电流波形。这些电流波形经过小波分析分解为不同的近似值和细节。对这种分解的小波熵进行分析成为一种成功的故障分类方法。文献[4-5]研究了小波熵在医学方面对神经网络损伤的检测。文献[6-7]研究了木材对波的传播和波对缺陷的敏感性,为每一种技术对波动的影响因素进行审查。

孙正寿和任维新[8]发现小波时间熵在测量连续振动信号时可作为一个敏感的损伤特性,而相对小波熵通过完整的振动信号测量受损的结构件来测损伤发生和损伤发生的位置时可作为一个很好的损伤特性。刘道和吴再新[9]提出了一种基于小波熵的振动分析方法,以提取故障特征。论文定义了小波熵的两种形式,即小波空间特征谱熵(wsfse)和小波能谱熵(wses),并描述振动信号的局部变化的瞬态特性。实验结果表明,特征成分和各故障信号的能量分布能准确地识别和显示,从而证明,wese和wsfse方法的联合应用能成功地对涡旋压缩机的振动作出分析。张勇勇[10]等运用矩分析研究龙钩灌入渗湿润体特征。采用空间矩分析方法定量分析不同因素对入渗湿润体特征量及椭圆特征值的影响。计算液体浓度分布的零阶矩一阶矩和二阶矩,利用矩分析法研究点源灌溉土壤水分时空分布和再分布过程。文献[11-12]研究了小波变换在识别时变结构时的运用。

3. 研究的基本内容与计划

1.对采集的应力波信号计算其时间能量中心(一阶矩)和频率能量中心,初步分析并判断各测试点缺陷的存在情况,并与切开的样品横截面进行对比,确定缺陷的真伪与位置;

2.进一步对信号进行连续小波变换,计算各信号的的小波熵,以小波熵作为应力波信号特征,评估胶合梁的质量;

3.对比分析上述两种评估方法,指出两者对小缺陷分辩精度的差异。

1-3周,收集资料,查阅相关的参考文献,了解课题研究的基本内容、目的和意义,了解常用无损检测的方法和一般意义,完成开题报告。

4-7周,熟悉matlab编程方法,掌握一阶矩方法,了解其内在物理意义。

8-11周,熟悉小波分析理论,掌握几种小波及小波熵的应用,实现课题所需要求。

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4. 研究创新点

小波分析它的特点是压缩比高,压缩速度快,压缩后能保持信号与影像的特征不变,且在传递中可以抗干扰。

与传统方法相比,小波分析不破坏木材本身,能更准确更快速的定位损坏位置。

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