基于EMD方法的材料疲劳测试数据分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

概述：当材料被反复装卸时会发生疲劳。如果载荷超出一定的临界值时，材料表面就会出现细小裂纹。最终裂纹达到一个标准大小后，结构会突然断裂。

结构的形状会显著影响疲劳寿命。方孔或尖角会导致发生疲劳裂纹的地方局部应力增加。因此，圆孔、平滑过渡或圆角对加强疲劳强度结构非常重要。可使用通过一定时间内快速循环测试来放大疲劳过程的测试机来测试金属样品。

疲劳测试的目的：疲劳测试是工程上了解结构的长期可靠性的主要方法之一，通过测试中获得的数据可以较为直观的了解结构是否达到设计要求，以及获取结构性态特征。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：利用emd对于非平稳、非线性过程数据的处理能力，使用fimf和aimf的概念，能够将疲劳试验中得到的数据进行非常有效的分析，可以将结构的健康程度用相对值dfimf和daimf的大小来量化，根据实际经验，就可以定义健康程度界限，在实际结构健康监测中，帮助工程人员做出有价值的判断。选取试验初期的一组数据做emd分解，可以得到初期数据对应的固有模式函数频率(fimf)和固有模式函数幅值(aimf)，将其与试验后期的相同长度数据的fimf和aimf做对比。

目标：对材料进行疲劳测试，得出一组测试结果数据利用对材料测试结果的数据分析出材料结构的损伤情况。根据疲劳破坏的分析，裂纹源通常是在有应力集中的部位产生，而且构件持久极限的降低，很大程度是由于各种影响因素带来的应力集中影响。因此设法避免或减弱应力集中，可以有效提高构件的疲劳强度。

采用的技术方案：hht（hilberthuangtransform）是国际上较新颖的数据信号处理方法，其具备的数据处理能力填补了传统数据处理方法傅立叶变换和小波分析的不足，将hht方法应用于分析疲劳测试结果，能够更准确更清晰的描述结构损伤的情况。用hht的核心算法emd算法对材料进行疲劳测试的数据分析。

3. 研究计划与安排

1-3周：查阅文献，完成开题报告

4-6周：总体设计，完成论文综述

7-10周：设计算法，功能模块设计

4. 参考文献（12篇以上）

[1]yangjn,leiy,lins,huangn.hilbert-huangbasedapproachforstructuraldamagedetection[j].journalofengineeringmechanics,2004,130(1):85-95.

[2]sohnh,farrarcr,hemezfm.areviewofstructuralhealthmonitoringliterature:1996-2001[r].losalamosnationallaboratoryreport,la-13976-ms,2004.

[3]huangne,shenz,longsr.theempiricalmodedecompositionandhilbertspectrumfornonlinearandnonstationarytimeseriesanalysis[c].proc.royalsocietyoflondonseries,a454,1998:903-995.