摘要：地铁隧道作为城市轨道交通的重要组成部分,其建设和运营对于城市的正常运转至关重要。结合盾构隧道结构特点,提出一种基于分布式识别策略的盾构隧道结构损伤定位方法。具体地,以缩尺盾构隧道模型为研究对象,分别对其进行数值模拟与试验测试,结合小波包能量谱法分析移动荷载作用下结构损伤前后的动力响应信号,进行损伤识别。结果表明该方法可有效识别盾构隧道的损伤。然后,基于互信息将盾构隧道结构划分为线性连接的子区间,并验证了基于互信息的子区间划分,可以确保子区间损伤可探测性,同时减少了信息的冗余度;相对于通常的整体识别方法,计算量小,识别效率高。

摘要：应用小波包能量谱对环道行驶地面交通下的西安钟楼木框架结构进行损伤识别分析,构建了能量比偏差和能量比方差两个损伤识别敏感性指标。从小波函数的选择、小波包分解层次的选择、损伤敏感性和噪声的影响方面进行了分析研究。结果表明:两个指标都能有效地发现钟楼木框架结构的损伤,随着损伤程度增加,损伤识别越明显;在损伤初期,能量比偏差识别效果优于能量比方差,随着损伤的积累,能量比方差损伤敏感性优于能量比偏差;两个指标对不同损伤区域和损伤构件的损伤敏感性不同;在信噪比SNR≥40dB时,两指标都能准确地识别钟楼木结构的损伤,提高信噪比,两指标的敏感性增强,具有一定的抗噪声干扰能力,可为环境激励下古建筑木结构损伤识别的研究提供理论依据。

摘要：基于小波包变换对环境激励下的加速度响应信号进行分析,根据加速度响应信号的能量谱提出两种健康监测的预警指标,并采取统计小波包能量谱来研究小波包能量分布的收敛性,以确定损伤识别预警的基准阈值。以武汉地铁3号线王宗区间隧道运营阶段为背景,考虑到隧道内复杂环境引起的随机噪声对加速度响应信号损伤识别敏感性具有一定影响,提出一种基于小波包变换的多阈值去噪法,基本原理即对每个小波包分解系数选取合适的阈值准则并进行降噪处理。实际工程表明:10-1Hz以下加速度响应信号的信息均得到保存,在剔除噪声的同时有效保护各频段的有用信息,可用于实际工程信号降噪过程中;随着数据段数n的增加,预警指标能量改变偏差ED与能量变化方差EV趋于稳定,可以有效判断结构损伤的全过程变化,表明通过收敛值得到的预警阈值在实际应用中具有可行性。

摘要：本文采用小波包能量谱的方法进行钢框架结构损伤研究,通过有限元模拟得到结构损伤前后的加速度响应信号,进行小波包分解,提取对结构损伤敏感的特征频带,在此基础上建立结构损伤识别指标,并研究指标的损伤敏感性和噪声鲁棒性。研究表明:结构的自振频率对钢框架结构的损伤不敏感,而能量比变化和损伤识别指标能够有效地发现钢结构不同程度的损伤。损伤初期能量比偏差的识别效果优于能量比方差,但能量比方差对损伤累计更为敏感。损伤识别指标对不同损伤位置敏感程度不同,梁柱节点处大于梁跨中部,并且相同损伤位置,不同加速度提取节点所计算的损伤指标不同,在损伤位置处计算得到的损伤识别指标值最大。在这过程中,损伤指标的灵敏性会与信噪比成正比关系,抗干扰能力也会随之有所提升。就能量比而言,其偏差的抗噪声干扰能力要远远低于方差。

摘要：建立转子系统的扭矩激励与其电机电流耦合仿真模型,研究不同性质(阶跃、线性、暂态、正弦)扭矩激励下电机电流频谱特性,运用奇异值分解法剔除电流信号的工频成分,将除去工频成分后的不同性质扭矩激励下电机电流信号进行三层小波包分解生成能量谱特征向量,并设计优良性能的BP神经网络,将得到的电流信号的特征向量以及需要识别的扭矩激励类型输入BP神经网络训练,经试验数据验证表明:利用小波包能量谱和神经网络对转子系统电机电流分析可以实现转子系统扭矩激励的识别。

摘要：为实现铁路扣件在服役过程中松脱位置及松脱程度的准确检测,提出一种基于小波包能量谱与改进BP神经网络的铁路扣件松脱检测算法。首先,参照现行规范,在实地设计了7种铁路扣件不同松脱工况,并依次采集各工况下所对应的钢轨垂向振动加速度信号;随后,对采集到的钢轨垂向振动加速度信号进行7层dB40小波包分解,获取各工况下对应的小波包节点能量比数据信息,在此基础上,从距离和维度两个角度出发,设计了一个向量相异系数指标(VDC)用以实现松脱扣件的定位;此外,依据数据特征,采用粒子群优化算法对BP神经网络进行改进,构建PSO-BP铁路扣件松脱程度检测模型,并进行参数敏感性分析。研究结果表明:健康状态下铁路扣件的VDC最小值为0.17,最大值为0.41,明显小于各松脱状态下铁路扣件的VDC值,据此,可实现对单个和多个松脱扣件的准确定位;构建的PSO-BP铁路扣件松脱程度检测模型可以实现扣件松脱程度的准确检测,且当隐含层中神经元数目设置为20时,模型检测效果最优,对应识别准确率为98.66%。

摘要：针对故障轴承的振动信号中包含冲击成分,导致信号的能量集中的问题,提出了一种基于小波包能量与峭度谱相结合的方法用以提取轴承故障信号特征。首先应用小波包对测量信号进行分解、能量归一化处理和信号重构,然后将重构信号采用峭度谱确定带通滤波器的最佳中心频率和带宽,最后将滤波信号进行包络解调并提取故障特征频率。分别对仿真信号和试验数据进行研究,能够清晰地得到故障特征频率及其高次谐波,从而验证了所提方法在滚动轴承的故障诊断中的有效性和可行性。

摘要：在大跨悬索桥结构损伤预警方法研究的基础上,详细研究了润扬大桥悬索桥结构损伤预警系统的设计与实现方法。结构损伤预警系统采用基于"环境条件归一化"模态频率和小波包能量谱的损伤预警方法,并采用两阶段设计方法分别完成在线损伤预警分析和离线损伤预警分析。采用C lient/Server和扩展B rowser/Server两种系统模式相结合的形式将损伤预警系统与结构健康监测其他子系统相互结合,并采用LabVIEW软件编制了润扬大桥悬索桥结构损伤预警系统软件。该软件的主要功能包括在线模态频率识别和小波包能量谱识别模块:结构损伤预警参数与环境因素之间的相关性分析与统计建模模块;结构异常状态监测与预警分析模块。

摘要：设计和制作了一个局部区域存在模拟界面剥离损伤的矩形钢管混凝土柱,将压电陶瓷片用水泥砂浆封装制成驱动器,预埋入钢管混凝土柱混凝土内部,在信号源产生的正弦扫频电压信号的作用下产生激励信号,同时在钢管外壁不同区域粘贴压电陶瓷片作为传感器,测量具有模拟剥离损伤的钢管混凝土柱四个监测面上压电陶瓷片传感器的输出电压。分别对位于完好界面和模拟剥离损伤区域压电传感器输出信号进行了小波包总能量和小波包能量谱分析。发现完好区域小波包能量谱相对于小波包总能量而言离散性更小,且与压电陶瓷位置和应力波传播路径无明显关系。而剥离区域的小波包能量谱具有明显的差异,在此基础上提出了基于小波包能量谱的加权相对变化损伤指标,基于该指标对试验模型的界面损伤区域进行了准确识别。将该方法用于某超高层建筑的大截面钢管混凝土柱的混凝土质量和界面粘结性能的评估中,分析结果表明该钢管混凝土柱的混凝土质量和界面间接性能良好。本文所提出的方法为监测钢管混凝土柱内部混凝土与钢管壁粘结状况提供了一种新的思路。

摘要：为获得有效的柴油机振动信号监测点,提出了一种基于变精度粗糙集模型的测点优化方法。该方法在保证集合相对可辨别性的前提下,计算各个测点的阈值,并以此作为测点优劣的评判标准。以某大功率柴油机为例,采集不同测点位置的振动信号,并提取频域特征值;应用基于变精度粗糙集的方法进行测点的优化计算,与实验结果进行对比,表明该方法能够有效区分不同测点位置以及不同故障类型的敏感程度,从而得到效果较好的振动信号监测点位置,同时减小噪声对故障诊断的影响,有利于提高故障诊断的准确率和效率。