小波-ICA联合技术在水工结构应变损伤识别中的应用

张建伟， 暴振磊， 江　琦

(华北水利水电大学 水利学院，郑州　450045)

小波-ICA联合技术在水工结构应变损伤识别中的应用

张建伟， 暴振磊， 江琦

(华北水利水电大学 水利学院，郑州450045)

针对环境激励下的结构参数辨识问题，提出一种小波阈值和独立分量分析(Independent Component Analysis, ICA)联合辨识水流激励下水工结构模态参数的方法。利用小波阈值对原始信号进行降噪处理，减小环境激励对各响应分量间独立性的干扰，使其满足ICA的分离假定；然后运用ICA辨识结构模态参数，通过不同工况下应变模态参数的对比，实现对水工结构损伤的识别。运用该方法对水流激励下的悬臂梁模型试验进行分析研究，结果表明，联合运用小波阈值和ICA可有效辨识水工结构的模态参数，利用应变模态参数的差异可识别结构是否存在损伤。该方法为大型水工结构在水流激励下的结构模态参数辨识提供捷径，为结构的安全运行与在线监测提供参考，应用前景广阔。

环境激励；水工结构；小波分析；独立分量分析；损伤识别

模态作为结构的固有振动特性，能够准确预报某频段内结构在外部或内部各种振源作用下的实际振动响应，工作模态参数是结构运行状况的动态外在表现，通过准确的辨识模态参数可以实现水工结构无损在线动态监测，达到识别结构损伤的效果。传统的模态分析方法建立在系统输入、输出数据均为已知的基础上，利用完整的激励和响应信息进行参数辨识。然而……