基于数字图像处理技术的双层钢框架振动分析

发布时间：2020-08-27 13:50

【摘要】：框架结构以其优良的力学性能,无论是在城市CBD中的高楼大厦,还是寻常百姓的自住民宅,都可以见到以框架结构为核心的建筑的身影。现代建筑的研究方向是使得建筑更高、跨度更大、使用功能更丰富,自然也就要求建筑的承载力以及力学性能能够满足要求。除了研究新的材料,提高材料性能外,结构的设计是否合理,动力性能是否满足要求也必须考虑。模态分析目的之一就是得到结构的模态参数用于对结构动力性能做出评价,所以本文选用了框架中的一个典型模型,即双层钢框架模型,采用数字图像处理技术对模型进行模态分析,得到的模态参数与有限元得到的结果以及传统试验法结果做比较分析,发现数字图像处理技术的精度符合要求,论证了该方法在该空间结构中的应用是可行的。本文主要的研究成果如下:(1)介绍了框架结构常见的几种形式,详细介绍了模态分析的发展、识别方法以及应用。此外还介绍了数字图象处理技术的发展现状,重点介绍了Canny算子应用原理以及运用二维正交多项式拟合将原来的整像素边缘处理成亚像素边缘,大大提高了实验的精度论证了数字图像处理技术相对于传统试验法的优势。(2)采用了Midasi Civil和ANSYS两种不同的大型有限元软件对双层钢框架模型进行了有限元仿真分析,得到了模型前六阶频率和振型。并运用传统试验法得到模型真实的模态参数,试验时还对所有的传感器重新做了标定。(3)数字图像处理技术以往都是处理线性或者平面结构,而双层钢框架结构属于空间结构,每个测点有两个不同面上的位移,所以本试验采用了两个相机机位从两个不同的方向对模型进行拍摄,并通过发出声音脉冲对两个拍摄起点不一致的相机进行了时间标定,实现了两台相机的时间同步,为了提高试验进度运用了亚像素边缘,分析得到了模型的前六阶振型和频率。(4)通过对所做的所有方法的结果对比,首先了解了双层钢框架结构的模态参数以及其动力特性是怎样的;然后通过对比多种试验结果,看出数字图像处理技术做出的结果精度完全符合要求,为之后研究框架这类空间结构提供了数字图像处理技术这么一条高效的方法。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TU391
【图文】：

流程图,频域法,信号分析,流程图

广州大学硕士学位论文数学模型是频响函数模态参数方程、利用最小二乘法曲线拟合[25]的识别法，例如导分量分析法[26]、纳圆法[27、峰值法[28]、频域最小二乘法[29]、正交多项式方法[30]、有理分式多项式方法[31]和频域加权最小二乘法[32]等等。利用频域法对模态参数进行识别的好处就是结果可以非常直观的展示出来，并且有着优良的抗噪效果，但试验周期也较长、相对而言实验所需要的设备更复杂。简单的频域法分析的历程图如图 1-1 所示：

原理图,小孔成像,原理图,图片

关系呢？我们以一张高分辨率的图片为标准，把其降低分辨时，其文件大小缩小了 4 倍，只相当于原来的四分之一大小辨率的图片时，其文件大小更是缩小了 16 倍，只有原图片十图片的清晰度没有要求时，适当的降低分辨率会使图片占有由于当图像分辨率降低后, 各种边缘检测算子对边缘的检测能并且在实验过程中是以研究像素变化为基础，像素点多少直达到试验精度，本试验使用的两个相机均为 1080p，其像素点为 200 万像素。像原理成像的原理主要是基于拟透视投影模型、正交投影模型以及型。其中小孔成像是用的最多的，其成像原理如图 2-1 所示：

固结,模型,环氧树脂,化学性能

模型固结处

【参考文献】