基于小波包分析的结构损伤识别研究进展
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第３ ６卷 ， １期 第
２０ １ 年 ２ 月 １
公 路 工 程
Ｈ ｉｈ ｙ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｇ ｗａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖｏ ． ６，Ｎｏ １ １３ ． Ｆｅ ｂ． ， ２０ １１
基 于 小 波 包 分 析 的 结 构 损 伤 识 别 研 究 进 展
要 ］小 波 包 分 析 是 对 小 波 分 析 中没 有 细 分 的高 频 部 分 进 行 进 一 步 分 解 ， 一 种 更 为 精 细 的 时 频 分 解 方 是
法 ， 实 现 对 非 稳 定 信 号 的 时 频 分 析 。首 先 阐述 了结 构 损 伤 的 小 波 分 析 和 小 波 包 分 析 的 基 本 理 论 ， 后 主 要 围 绕 可 然 小 波包 能 量谱 损 伤指 标 ， 别 对 其 在 结 构 损 伤 的定 位 、 小 损 伤 识 别 、 线 健 康 监 测 和 预 警 、 料 缺 陷 检测 、 值 积 分 微 在 材 数 分 计算 误 差 消 除 等方 面 的试 验 研 究 和应 用 情 况 进 行 了全 面 介 绍 ， 后 指 出 了结 构 损 伤 识 别 的 小 波 包ｓａ ｄ ｗａ ｅｅ ａ ｋ ｔａ ａｙ ｉ ，ｔ ｅ ｅ ｔｅ ｏ ｖ ｌ ｔｐ ｃ ｅ ｎ ｒ ｙ ｓ ｅ ｔｕ ｄ ｍ ｔｅ ｆｗａ ｅｅ ｎａｙ ｉ ｎ ｖ ｌ ｔｐ ｃ ｅ ｎ ｌｓｓ ｈ ｎ ｃ ｎ ｒ ｎ ｗａ ｅｅ ａ ｋ ｔｅ ｅｇ ｐ ｃ ｒ ｍ ａ －
肖本 林 ，郑 建 强 邓 友 生 ，
（． １ 中南 大学 信 息物 理工 程 学 院 ，湖 南 长 沙 ４ ０ ８ ； ２ 湖 北 工 业 大 学 土 木 工 程 与 建 筑 学 院 ，湖 北 武 汉 １０ ３ ． ４０８ ） １０ ２ ４ ０６ ； ３ 湖 南 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 南 长 沙 ３０８ ． 湖 【 摘
ａ ｅ ｉ ｄ ｃ ｓ ｔ ｎｔｏ ｃ ｈ ｅ ｔ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｌｄ ｍａ ｅ ｌ ｃ ｌ ａ ｉ ｎ，ｓ ｌ ｄ ｍａ ｅ ｇ ｎ ｉ ｅ ｏ ｉ ｒ ｄｕ ｅ ｔ ｅ ｔ ｓ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｆ ｓｒ ｃ ｕ ａ ａ ｏ ｇ ｏ ａ ｉ ｔｏ ｚ ｍａ ｌ ａ ｇ
［ ｂ ｔａ ｔ Ａ ｓ ｃ ］Ｗａｅｅ ｐ ｃｅ ａａｙｉ ｉ ａｍ ｒ ａｃｒｔ ｍ ｔ ｄ ｏ ｍ 一ｅ ｕ ｎｙ ｄｃｍｐｓ ｉ ｒ ｖｌ ａｋ ｔ ｎ ｌ ｓ ｓ ｏｅ ｃ ｕａ ｅ ｏ ｆｔ ｅ￣ ｑ ｅ ｃ ｅｏ ｏｉｏ ｔ ｓ ｅ ｈ ｉ ｔｎ
ｗｈ ｃ ｕ ｄ ｄ ｃ ｍｐ ｓ ｕ ｔ ｅ ｉ ｈ ￣ｅ ｕ ｎ ｙ ｓｇ ａｓｔ ｔｉｎ’ ｅ ｏ ｏ ｅ ｙ ｗａ ｅ ｅ ｎ ｌｓｓ ｎ ｔ ｉｈ ｗｏ ｌ ｅ ｏ ｏ ｅ ｆ ｒｈ ｒｈ ｇ ｑ ｅ ｃ ｉ ｎ ｌ ｈａ ｓ ｔｄ ｃ ｍｐ ｓ ｄ ｂ ｖ ｌｔａ ａｙ ｉ ，ａ ｄ ｉ ｃ ｎ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｔｍ ｅ￣ｅ ｅ ｃ ｒ ｐ ｒｉｓ ｏ ｎ ｔｂ ｅ ｓｇ ｌ． Ａｔｆｒｔｔ ｉ ａ ｅ ｅ ｃ ｉ ｅ ｔ ｅ ｂａ ｉ ｈ ｏ ａ ｎ ｌｚ ｈ ｉ ・ ｑｕ ｎ ｙ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆｕ ｓａ ｌ ｉｎａｓ ｓ ｈ ｓｐ ｐ ｒｄ ｓ ｒｂ ｈ ｓｃ ｔｅ — ｉ
Ｃ ｉ ａ； ２．Ｓ ｈ ｏ ｏ ｖ ｌ ｈｎ ｃ ｏ ｌ ｆ Ｃｉ ｉ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ＆ Ａｒ ｈ ｔ ｃ ｕ ｅ， Ｈｕ ｅ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ， ｕ ａ ｇｎ ｅ ｇ ｉ ｃ ｉ ｔｒ ｅ ｂ ｉ ｉ ｅ ｓｔ ｆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ Ｗ ｈ ｎ， Ｈｕ ｅ ｙ ｂ ｉ
ｉ ｅ ｔｆｃ ｔ ｎ，ｏ ｉ ｅ ｈ ａｔ ｏ ｉｏ ｉ ｇ ａ ｄ ｌｒ ｎ ｄ ｎｉ ａｉ ｉ ｏ ｎ ｌｎ ｅ ｌｈ ｍ ｎ ｔｒｎ ｎ ａａ ｍｉ ｇ， ｍ ａｅ ｉｌｄ ｆｃ ｅ ｅ ｔｏ ｎ ｎ ｍｅ ｉａ ｎ ｅ ｒｌ ｔｒａ ｅ ｅ ｔｄ ｔ ｃｉ ｎ ａ ｄ ｕ ｒｃ ｌｉ ｔｇ ａ ｅ ｒ ｒｅｉ ｎ ｔ ｎ． ｎ ｌｙ， ｏ ｕｅ ｔｏ ｓ ｏ ｖ ｌ ｔｐ ｃ ｅ ｎ ｌ ｓｓ ｆｒ ｓｒ ｔ ｒ ｌｄ ｍａ ｅ ｄｅ ｔ ｃ ｔｏ ｒｏ ｌｍｉ ａ ｉ ｏ Ｆｉ ａｌ ｓ ｍｅ ｑ ｓｉｎ ｆｗａ ｅｅ ａ ｋ ｔａ ａｙ ｉ ｏ ｔｕｃｕ ａ ａ ｇ ｉ ｎ ｉ ａｉｎ ｉ ｆ ａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｆ ｒｈ ｒ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｒ ｓ ａｃ ｕ ｔ ｅ ．
（ ． ｃ ｏ ｌｏ ｆ・ｈ ｓ ａ ｎ ｏ ｔｃＥ ｇｎ ｅｉｇ，Ｃ ｎｒｌ ｏ ｔ ｎｖｒｉ ； ｈ ｎ ｓａ Ｈｕ ａ １０ ３ １ Ｓ ｈ ｏ ｆ ｎｏｐ ｙｉ ｌａ ｄＧｅｍｅｒ ｎ ｉｅ ｒ Ｉ ｃ ｉ ｎ ｅ ｔ ｕｈＵ ｉｅｓ ｙ Ｃ ａ ｇｈ ， ｎ ｎ４ ０ ８ ， ａＳ ｔ
４ ０ ６ ，Ｃ ｉａ ３ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｉｉ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ， ｎ ｎ Ｕ ｉｅｓ ｙ ｈ ｎ ｓ ａ Ｈｕ ａ １０ ２ ｈｎ ） ３ ０ ８ ｈｎ ； ． ｃ ｏｌ ｆＣｖｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｈｕ ａ ｎｖ ｒｉ ，Ｃ ａ ｇｈ ， ｎ ｎ４ ０ ８ ，Ｃ ｉａ ｉ ｔ
Ｒｅ ｉ ｗ ｆｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｄ ｍ ａ ｅ ｉ ｅ ｔｆｃ ｔｏ ａ ｅ ｎ ｖ ｅ ｏ ｔ ｕ ｔ ｒ ａ ｇ ｄ ｎ ｉ ａ ｉｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ｉ ｗａ ｅｅ ａ ｋ ｔ ａ ｌ ｓｓ ｖ ｌ ｔｐ ｃ ｅ ｎａ ｙ ｉ
ＸＩ ＡＯ ｎ ｉ Ｂｅ ｌ 一，ＺＨＥＮＧ ｉｎ ｉｎ ｎ Ｊ ａ ｑ ａ ｇ ，ＤＥＮＧ ｕ ｈ ｎ Ｙｏ ｓ ｅ ｇ ・
进 一 步 研 究 的 问题 。
［ 键 词 ］结 构 损 伤 ； 波包 分 析 ；损 伤识 别 ；小 波 包 能 量 谱 关 小 ［ 图 分 类 号 】Ｔ １ 中 ｕ３ ２ ［ 献 标 识 码 】Ａ 文 ［ 文章 编 号 ］１７ — ６０ ２ １ ） ｌ ０ ３ — ５ ６ ４ ０ １ （０ １ Ｏ 一 ０ ６ ０
２０ １ 年 ２ 月 １
公 路 工 程
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Ｖｏ ． ６，Ｎｏ １ １３ ． Ｆｅ ｂ． ， ２０ １１
基 于 小 波 包 分 析 的 结 构 损 伤 识 别 研 究 进 展
要 ］小 波 包 分 析 是 对 小 波 分 析 中没 有 细 分 的高 频 部 分 进 行 进 一 步 分 解 ， 一 种 更 为 精 细 的 时 频 分 解 方 是
法 ， 实 现 对 非 稳 定 信 号 的 时 频 分 析 。首 先 阐述 了结 构 损 伤 的 小 波 分 析 和 小 波 包 分 析 的 基 本 理 论 ， 后 主 要 围 绕 可 然 小 波包 能 量谱 损 伤指 标 ， 别 对 其 在 结 构 损 伤 的定 位 、 小 损 伤 识 别 、 线 健 康 监 测 和 预 警 、 料 缺 陷 检测 、 值 积 分 微 在 材 数 分 计算 误 差 消 除 等方 面 的试 验 研 究 和应 用 情 况 进 行 了全 面 介 绍 ， 后 指 出 了结 构 损 伤 识 别 的 小 波 包ｓａ ｄ ｗａ ｅｅ ａ ｋ ｔａ ａｙ ｉ ，ｔ ｅ ｅ ｔｅ ｏ ｖ ｌ ｔｐ ｃ ｅ ｎ ｒ ｙ ｓ ｅ ｔｕ ｄ ｍ ｔｅ ｆｗａ ｅｅ ｎａｙ ｉ ｎ ｖ ｌ ｔｐ ｃ ｅ ｎ ｌｓｓ ｈ ｎ ｃ ｎ ｒ ｎ ｗａ ｅｅ ａ ｋ ｔｅ ｅｇ ｐ ｃ ｒ ｍ ａ －
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ａ ｅ ｉ ｄ ｃ ｓ ｔ ｎｔｏ ｃ ｈ ｅ ｔ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｌｄ ｍａ ｅ ｌ ｃ ｌ ａ ｉ ｎ，ｓ ｌ ｄ ｍａ ｅ ｇ ｎ ｉ ｅ ｏ ｉ ｒ ｄｕ ｅ ｔ ｅ ｔ ｓ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｆ ｓｒ ｃ ｕ ａ ａ ｏ ｇ ｏ ａ ｉ ｔｏ ｚ ｍａ ｌ ａ ｇ
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４ ０ ６ ，Ｃ ｉａ ３ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｉｉ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ， ｎ ｎ Ｕ ｉｅｓ ｙ ｈ ｎ ｓ ａ Ｈｕ ａ １０ ２ ｈｎ ） ３ ０ ８ ｈｎ ； ． ｃ ｏｌ ｆＣｖｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｈｕ ａ ｎｖ ｒｉ ，Ｃ ａ ｇｈ ， ｎ ｎ４ ０ ８ ，Ｃ ｉａ ｉ ｔ
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进 一 步 研 究 的 问题 。
［ 键 词 ］结 构 损 伤 ； 波包 分 析 ；损 伤识 别 ；小 波 包 能 量 谱 关 小 ［ 图 分 类 号 】Ｔ １ 中 ｕ３ ２ ［ 献 标 识 码 】Ａ 文 ［ 文章 编 号 ］１７ — ６０ ２ １ ） ｌ ０ ３ — ５ ６ ４ ０ １ （０ １ Ｏ 一 ０ ６ ０