《小波域多尺度動力分析診斷結構損傷關鍵理論與方法》是依託河海大學，由曹茂森擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：小波域多尺度動力分析診斷結構損傷關鍵理論與方法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曹茂森
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
現有小波變換一般用作結構損傷診斷動力回響的信號分析工具，本質上屬於小波變換與結構動力學的機械結合。這種結合與傅立葉變換-結構動力學深度融合產生模態分析理論相比，是淺層次的，難以引發實質創新性成果。項目從小波變換的積分變換特性切入，在數理層面上探索小波變換與結構動力學的有機融合，建立結構損傷的多尺度動力模型。在此基礎上，著力提升曲率/應變能振型等典型損傷特徵量，提出多尺度曲率/應變能損傷特徵量；更新線性模態分析理論，提出復小波域非線性模態分析損傷診斷理論；擴展模態振型，提出多頻點撓曲形狀承載損傷信息的多尺度全譜損傷診斷理論。以理論為依託，建立結構損傷多尺度動力診斷方法體系。另外，開展以智慧型材料-雷射測振儀為感測系統的物理模型實驗檢驗理論與方法。突破信號分析範疇，在小波變換-結構動力學的實質融合中,實現結構損傷診斷理論與方法的基端創新，為套用技術提供源頭性科學依據，是項目的顯著特色。
結題摘要
現有小波變換一般用作結構損傷診斷動力回響的信號分析工具，本質上屬於小波變換與結構動力學的機械結合。這種結合與“傅立葉變換-結構動力學深度融合產生模態分析理論”相比，是淺層次的，難以引發實質創新性成果。在這一背景下，該項目：A、建立了含損傷結構的多尺度振動模型。多尺度動力平衡方程突破了傳統動力平衡力學體系, 建立了動力荷載下表徵結構局部損傷動力行為的新機制；B、將曲率振型提升為多精度曲率振型。多精度曲率振型克服了傳統曲率振型抗噪性弱的先天缺陷，適應於在低信噪比條件下表徵結構的局部損傷；C、提出了多尺度剪應變梯度損傷特徵量。多尺度剪應變梯度中的尺度參數連續變化，可以實現在多尺度空間下對高噪聲的自適應和對開裂損傷的精確檢測。多尺度剪應變梯度拓展了傳統剪應變的物理內涵，構成刻畫局部界面開裂損傷的新穎的物理量。D、提出用頻點撓曲形狀泛化振型的結構損傷診斷方法。對於多個頻點的撓曲振型集合，引入數據融合提取“多尺度-多頻點”綜合損傷特徵，具有在高噪環境中揭示弱損傷的能力。發表SCI論文15篇、會議論文21篇。已有若干成果申請專利用於發展結構損傷診斷技術。2015年獲歐盟頒發的“歐盟－中國傑出科技合作創新獎”（排名1）；2013年教育部自然科學二等獎，“結構損傷動力診斷基本理論與方法”，排名第一；2015年教育部自然科學二等獎，“結構損傷多尺度辨識關鍵理論”，排名第一。
