基于Hilbert谱灵敏度的钢框架结构螺栓松动损伤识别研究
发布时间：2022-07-03 20:46
在钢框架结构中,螺栓连接是一种十分常见的连接方式,螺栓的存在会使结构在连接部分产生局部刚度和阻尼的不连续,在非平稳振动荷载作用下可能发生黏着滑动和间隙碰撞的非线性行为,在这些行为影响下,结构的动力响应会表现出复杂的非线性振动现象。傅里叶变换和小波包变换都只能处理平稳的线性信号,而HHT是一种新的具有很强自适应性的处理非平稳、非线性信号的方法。本文采用基于Hilbert谱灵敏度的框架结构损伤识别方法,用有限元分析软件对一个四层钢框架结构的完好状态和不同损伤状态进行数值模拟和分析,并对四层的组装式平面框架模型进行实验研究,得到了以下几点结论:（1）螺栓连接结构的模型可以采用二自由度的简化模型,将螺栓连接部位看做是一个单元,这个单元两端只有弯曲刚度,可以看做是一个非线性弹簧,单元两端只有相对转角,没有相对位移,通过对一个悬臂梁进行数值模拟分析,对比无螺栓连接结构和螺栓连接结构模型的位移响应曲线,结果具有较高的可靠性。（2）当结构的动力响应表现出复杂的非线性振动特性时,结构反应进入弹塑性阶段,结构构件也会出现弹塑性变形,此时结构抗力和位移不再保持线性关系:Fs?K0*?u...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 论文研究背景
1.2 结构损伤识别研究现状
1.2.1 引言
1.2.2 正问题、反问题
1.2.3 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 希尔伯特-黄变换基本理论
2.1 引言
2.2 总体经验模态分解
2.2.1 固有模态函数(IMF)
2.2.2 EMD的模态混叠问题
2.2.3 总体经验模态分解(EEMD)
2.3 Hilbert谱分析(HSA)
2.3.1 瞬时频率
2.3.2 Hilbert谱
2.4 HHT的的优点和不足
2.4.1 HHT的的优点
2.4.2 HHT的的不足之处
2.5 经典算例的仿真分析
2.6 本章小结
第3章 基于Hilbert谱灵敏度分析的损伤识别
3.1 结构动力响应Hilbert谱概念
3.2 基于Hilbert谱灵敏度分析的损伤识别方法
3.3 本章小结
第4章 框架结构损伤识别数值仿真分析
4.1 引言
4.2 螺栓连接结构非线性动力学模型的建立
4.2.1 螺栓连接结构非线性模型的建立
4.2.2 螺栓连接结构的M-φ曲线
4.3 数值模拟研究
4.3.1 计算模型
4.3.2 不同工况下的损伤识别
4.4 本章小结
第5章 框架结构损伤识别实验研究
5.1 实验方案
5.1.1 实验装置
5.1.2 实验过程
5.2 实验结果及分析
5.2.1 单一损伤工况结果及分析
5.2.2 多损伤工况结果及分析
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足之处和展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度影响下基于曲率模态的梁式桥损伤识别[J]. 周奎,申美玲. 水资源与水工程学报. 2017(03)
[2]基于模态曲率法的简支梁损伤识别[J]. 王鑫. 天水师范学院学报. 2017(02)
[3]基于模态柔度矩阵识别结构损伤方法研究[J]. 刘小燕,姜太新,王光辉. 长沙大学学报. 2017(02)
[4]基于模态应变能法功能梯度Euler-Bernoulli梁和Timoshenko梁模型对损伤识别的影响分析[J]. 岳世燕,杨真真,谢峰,黄立新. 玻璃钢/复合材料. 2017(02)
[5]基于曲率模态的钢管混凝土拱桥吊杆损伤识别[J]. 邵元,孙宗光,陈一飞. 大连海事大学学报. 2017(01)
[6]Hilbert-Huang变换中的模态混叠问题[J]. 曹莹,段玉波,刘继承. 振动.测试与诊断. 2016(03)
[7]基于经验模式分解的框架结构螺栓松动检测实验研究[J]. 周文强,肖黎,屈文忠. 振动与冲击. 2016(08)
[8]基于频响函数的刚架结构损伤识别研究[J]. 荆斌,张颖,陆微微. 山西建筑. 2016(03)
[9]基于模态应变能变化率法的Euler-Bernoulli功能梯度梁的损伤识别[J]. 黄立新,杨真真,赵文举. 玻璃钢/复合材料. 2015(08)
[10]基于改进Hilbert-Huang变换的结构损伤识别方法研究[J]. 任宜春,翁璞. 振动与冲击. 2015(18)
博士论文
[1]温度影响下钢筋混凝土简支梁桥动力特性分析与损伤识别方法研究[D]. 王贤强.吉林大学 2017
[2]HHT算法改进及其在储层预测中的应用研究[D]. 梁岳.中国地质大学 2016
[3]基于振动信息的结构损伤识别的几种新方法[D]. 安永辉.大连理工大学 2013
[4]工程结构损伤识别的反问题研究[D]. 闻骥骏.武汉理工大学 2006
硕士论文
[1]基于频响函数的框架结构损伤识别研究[D]. 赵琪.河北大学 2017
[2]基于频率变化的张弦结构损伤识别[D]. 孙振亚.北京交通大学 2016
[3]基于CEEMD和PCA的探地雷达数据处理研究与应用[D]. 陈玲娜.吉林大学 2016
[4]基于柔度矩阵的简支梁桥评定及损伤识别方法[D]. 宋若雨.北京交通大学 2016
[5]基于频响函数和模型修正的损伤识别方法研究[D]. 荆斌.河北大学 2016
[6]基于频响函数的结构损伤识别方法[D]. 潘晓威.河北大学 2015
[7]基于Hilbert-Huang变换的结构非线性识别研究[D]. 王立岩.大连理工大学 2015
[8]环境激励下基于小波包能量谱的钢框架结构损伤识别研究[D]. 刘凌宇.西安建筑科技大学 2015
[9]基于残余力向量的平面桁架结构损伤识别研究[D]. 毛卓能.河北大学 2014
[10]基于模态参数的结构损伤识别研究[D]. 徐丹丹.长沙理工大学 2014
本文编号：3655617
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 论文研究背景
1.2 结构损伤识别研究现状
1.2.1 引言
1.2.2 正问题、反问题
1.2.3 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 希尔伯特-黄变换基本理论
2.1 引言
2.2 总体经验模态分解
2.2.1 固有模态函数(IMF)
2.2.2 EMD的模态混叠问题
2.2.3 总体经验模态分解(EEMD)
2.3 Hilbert谱分析(HSA)
2.3.1 瞬时频率
2.3.2 Hilbert谱
2.4 HHT的的优点和不足
2.4.1 HHT的的优点
2.4.2 HHT的的不足之处
2.5 经典算例的仿真分析
2.6 本章小结
第3章 基于Hilbert谱灵敏度分析的损伤识别
3.1 结构动力响应Hilbert谱概念
3.2 基于Hilbert谱灵敏度分析的损伤识别方法
3.3 本章小结
第4章 框架结构损伤识别数值仿真分析
4.1 引言
4.2 螺栓连接结构非线性动力学模型的建立
4.2.1 螺栓连接结构非线性模型的建立
4.2.2 螺栓连接结构的M-φ曲线
4.3 数值模拟研究
4.3.1 计算模型
4.3.2 不同工况下的损伤识别
4.4 本章小结
第5章 框架结构损伤识别实验研究
5.1 实验方案
5.1.1 实验装置
5.1.2 实验过程
5.2 实验结果及分析
5.2.1 单一损伤工况结果及分析
5.2.2 多损伤工况结果及分析
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足之处和展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度影响下基于曲率模态的梁式桥损伤识别[J]. 周奎,申美玲. 水资源与水工程学报. 2017(03)
[2]基于模态曲率法的简支梁损伤识别[J]. 王鑫. 天水师范学院学报. 2017(02)
[3]基于模态柔度矩阵识别结构损伤方法研究[J]. 刘小燕,姜太新,王光辉. 长沙大学学报. 2017(02)
[4]基于模态应变能法功能梯度Euler-Bernoulli梁和Timoshenko梁模型对损伤识别的影响分析[J]. 岳世燕,杨真真,谢峰,黄立新. 玻璃钢/复合材料. 2017(02)
[5]基于曲率模态的钢管混凝土拱桥吊杆损伤识别[J]. 邵元,孙宗光,陈一飞. 大连海事大学学报. 2017(01)
[6]Hilbert-Huang变换中的模态混叠问题[J]. 曹莹,段玉波,刘继承. 振动.测试与诊断. 2016(03)
[7]基于经验模式分解的框架结构螺栓松动检测实验研究[J]. 周文强,肖黎,屈文忠. 振动与冲击. 2016(08)
[8]基于频响函数的刚架结构损伤识别研究[J]. 荆斌,张颖,陆微微. 山西建筑. 2016(03)
[9]基于模态应变能变化率法的Euler-Bernoulli功能梯度梁的损伤识别[J]. 黄立新,杨真真,赵文举. 玻璃钢/复合材料. 2015(08)
[10]基于改进Hilbert-Huang变换的结构损伤识别方法研究[J]. 任宜春,翁璞. 振动与冲击. 2015(18)
博士论文
[1]温度影响下钢筋混凝土简支梁桥动力特性分析与损伤识别方法研究[D]. 王贤强.吉林大学 2017
[2]HHT算法改进及其在储层预测中的应用研究[D]. 梁岳.中国地质大学 2016
[3]基于振动信息的结构损伤识别的几种新方法[D]. 安永辉.大连理工大学 2013
[4]工程结构损伤识别的反问题研究[D]. 闻骥骏.武汉理工大学 2006
硕士论文
[1]基于频响函数的框架结构损伤识别研究[D]. 赵琪.河北大学 2017
[2]基于频率变化的张弦结构损伤识别[D]. 孙振亚.北京交通大学 2016
[3]基于CEEMD和PCA的探地雷达数据处理研究与应用[D]. 陈玲娜.吉林大学 2016
[4]基于柔度矩阵的简支梁桥评定及损伤识别方法[D]. 宋若雨.北京交通大学 2016
[5]基于频响函数和模型修正的损伤识别方法研究[D]. 荆斌.河北大学 2016
[6]基于频响函数的结构损伤识别方法[D]. 潘晓威.河北大学 2015
[7]基于Hilbert-Huang变换的结构非线性识别研究[D]. 王立岩.大连理工大学 2015
[8]环境激励下基于小波包能量谱的钢框架结构损伤识别研究[D]. 刘凌宇.西安建筑科技大学 2015
[9]基于残余力向量的平面桁架结构损伤识别研究[D]. 毛卓能.河北大学 2014
[10]基于模态参数的结构损伤识别研究[D]. 徐丹丹.长沙理工大学 2014
本文编号：3655617
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