本发明专利技术公开了一种基于奇异值分解-小波变换的梁结构损伤检测方法，包括以下步骤：（1）获取梁结构在固有频率下的振动形状信号；（2）用墨西哥小波对振动形状做小波变换得到多尺度小波变换振动形状模态；（3）将奇异值分解作用到多尺度小波变换振动形状模态得到奇异值分解-小波变换振动形状模态的特征图像；（4）根据特征图像中是否出现较大奇异值峰来判断梁结构损伤，并沿着奇异值峰来确定损伤位置。本发明专利技术可以消除环境噪声的影响，还能加强损伤信息的特征，快速、准确地判断损伤，并检测出损伤位置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用激光扫描测振仪作为传感器的梁结构损伤检测方法，尤其涉 及，属于梁结构检测领域。
技术介绍
梁结构广泛存在于各种工程应用中，然而梁结构在长年服役中会积累细微损伤， 形成裂缝，危害整体结构的安全可靠运行；基于这样的考虑，近几十年来各种无损检测技术 得到快速发展，并且在结构早期损伤诊断和后期安全监测中发挥了不可替代的作用。 结构振动形状模态和曲率模态方法作为简单的损伤检测方法，已经广泛应用于梁 结构损伤检测中；但用小波变换和奇异值分解改进传统的振动形状模态法，得到新的奇异 值分解-小波变换模态，并用于检测梁结构损伤的研宄还未见报道。 常规的基于曲率模态的梁结构损伤检测方法对于测试环境中的噪声很敏感，在现 场测试环境中，很可能会掩盖真实的损伤信息，影响检测效果；传统的振动形状模态方法， 对结构微小损伤，特别是早期损伤特征不敏感。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供一种基于奇异值分解_小波变换的梁结构损 伤检测方法；在振动形状模态方法的基础上，发展了一个基于奇异值分解-小波变换振动 形状模态的梁结构损伤检测方法；相比于曲率模态和传统的振动形状模态方法，本方法不 仅可以消除环境噪声的影响，还能加强损伤信息的特征；快速、准确地判断损伤出现并检测 出损伤位置。 本专利技术所采用的技术方案为： -种基于奇异值分解-小波变换的梁结构损伤检测方法，包括以下步骤： (1)获取梁结构在固有频率下的振动形状信号； (2)用墨西哥小波对振动形状做小波变换得到多尺度小波变换振动形状模态； (3)将奇异值分解作用到多尺度小波变换振动形状模态得到奇异值分解-小波变 换振动形状模态的特征图像； (4)根据特征图像中是否出现较大奇异值峰来判断梁结构损伤，并沿着奇异值峰 来确定损伤位置。 进一步，步骤（1)是用模态激振器作为力激励器在梁结构背面以固有频率施加正 弦激励，同时用激光扫描测振仪作为传感器测量梁结构正面的振动，获取梁结构在固有频 率下的振动形状信号。 本专利技术的有益效果在于：利用分析梁结构的振动形状信号，进而判断是否存在损 伤并定位损伤；本专利技术用小波变换和奇异值分解改进传统的振动形状模态法，得到新的奇 异值分解-小波变换振动形状模态方法；相比于传统的振动形状模态方法，本方法消除环 境噪声影响、加强损伤特征的效果明显；可与激光扫描测振仪等先进传感器配套使用，更适 用于噪声环境下结构损伤检测。【附图说明】： 图1为本专利技术方法示意图；图2为本专利技术实施例梁结构在第七阶固有频率激励下的振动形状； 图3为本专利技术实施例曲率模态；图4为本专利技术实施例奇异值分解-小波变换振动形状模态的特征图像一；图5为本专利技术实施例奇异值分解-小波变换振动形状模态的特征图像二。【具体实施方式】： 下面结合附图对本专利技术做具体的介绍。 奇异值分解是线性代数中一种重要的矩阵分解，是矩阵分析中正规矩阵酉对角化 的推广；在信号处理、统计学等领域有重要应用；假设X是一个mXn的实数矩阵其秩为r， 则X的奇异值分解式为： X = USVT， (1) 其中U是一个mXm的正交矩阵；V是一个nXn的正交矩阵；S是一个mXn的对【主权项】1. ，其特征在于，包括以下步 骤： (1) 获取梁结构在固有频率下的振动形状信号； (2) 用墨西哥小波对振动形状做小波变换得到多尺度小波变换振动形状模态； (3) 将奇异值分解作用到多尺度小波变换振动形状模态得到奇异值分解-小波变换振 动形状模态的特征图像； (4) 根据特征图像中是否出现较大奇异值峰来判断梁结构损伤，并沿着奇异值峰来确 定损伤位置。2. 根据权利要求1所述的，其 特征在于，步骤（1)是用模态激振器作为力激励器在梁结构背面以固有频率施加正弦激励， 同时用激光扫描测振仪作为传感器测量梁结构正面的振动，获取梁结构在固有频率下的振 动形状信号。【专利摘要】本专利技术公开了，包括以下步骤：（1）获取梁结构在固有频率下的振动形状信号；（2）用墨西哥小波对振动形状做小波变换得到多尺度小波变换振动形状模态；（3）将奇异值分解作用到多尺度小波变换振动形状模态得到奇异值分解-小波变换振动形状模态的特征图像；（4）根据特征图像中是否出现较大奇异值峰来判断梁结构损伤，并沿着奇异值峰来确定损伤位置。本专利技术可以消除环境噪声的影响，还能加强损伤信息的特征，快速、准确地判断损伤，并检测出损伤位置。【IPC分类】G01N29-04【公开号】CN104849348【申请号】CN201510244606【专利技术人】曹茂森, 丁之春 【申请人】河海大学【公开日】2015年8月19日【申请日】2015年5月13日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于奇异值分解‑小波变换的梁结构损伤检测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）获取梁结构在固有频率下的振动形状信号；（2）用墨西哥小波对振动形状做小波变换得到多尺度小波变换振动形状模态；（3）将奇异值分解作用到多尺度小波变换振动形状模态得到奇异值分解‑小波变换振动形状模态的特征图像；（4）根据特征图像中是否出现较大奇异值峰来判断梁结构损伤，并沿着奇异值峰来确定损伤位置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹茂森，丁之春，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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