| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 第1章 绪论 | 第15-35页 |
| 1.1 桥梁健康监测概述 | 第15-20页 |
| 1.1.1 健康监测的概念 | 第15-16页 |
| 1.1.2 桥梁健康监测组成 | 第16-18页 |
| 1.1.3 桥梁健康监测的监测内容 | 第18-19页 |
| 1.1.4 桥梁健康监测的意义 | 第19-20页 |
| 1.2 桥梁健康监测系统研究现状 | 第20-29页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第20-22页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第22-25页 |
| 1.2.3 传感器优化布置 | 第25-26页 |
| 1.2.4 桥梁结构损伤识别 | 第26-28页 |
| 1.2.5 桥梁安全评估 | 第28-29页 |
| 1.3 存在的问题 | 第29-30页 |
| 1.4 选题的重要性 | 第30-32页 |
| 1.4.1 信号处理在SHM中的重要性 | 第31页 |
| 1.4.2 模态参数识别的意义 | 第31-32页 |
| 1.5 课题的来源 | 第32页 |
| 1.6 论文的研究内容和结构 | 第32-35页 |
| 第2章 桥梁健康监测信号处理与分析 | 第35-51页 |
| 2.1 引言 | 第35页 |
| 2.2 桥梁监测信号预处理 | 第35-38页 |
| 2.2.1 去趋势项 | 第35-37页 |
| 2.2.2 数字信号滤波 | 第37页 |
| 2.2.3 信号重采样 | 第37-38页 |
| 2.3 基于傅里叶变换的稳态谱分析 | 第38-40页 |
| 2.3.1 傅里叶变换简介 | 第38页 |
| 2.3.2 快速傅里叶变换 | 第38-39页 |
| 2.3.3 频谱分析 | 第39-40页 |
| 2.4 基于Hilbert-Huang变换的现代时频分析 | 第40-50页 |
| 2.4.1 时频分析简介 | 第40-42页 |
| 2.4.2 经验模态分解 | 第42-43页 |
| 2.4.3 Hilbert变换及谱分析 | 第43-45页 |
| 2.4.4 基于HHT的仿真信号处理 | 第45-47页 |
| 2.4.5 基于HHT的实测信号处理 | 第47-49页 |
| 2.4.6 HHT存在的问题 | 第49-50页 |
| 2.5 小结 | 第50-51页 |
| 第3章 环境激励桥梁模态参数识别 | 第51-60页 |
| 3.1 引言 | 第51页 |
| 3.2 环境激励模态参数识别概述 | 第51-54页 |
| 3.2.1 结构模态参数识别 | 第51-52页 |
| 3.2.2 环境激励模态参数识别的优势 | 第52-53页 |
| 3.2.3 环境激励模态参数识别方法 | 第53-54页 |
| 3.3 常用环境激励模态参数识别方法 | 第54-59页 |
| 3.3.1 峰值拾取法 | 第54-55页 |
| 3.3.2 频域分解法 | 第55页 |
| 3.3.3 最小二乘复频域法 | 第55-56页 |
| 3.3.4 自然激励技术 | 第56-58页 |
| 3.3.5 随机减量法 | 第58页 |
| 3.3.6 Ibrahim时域法 | 第58页 |
| 3.3.7 随机子空间法 | 第58-59页 |
| 3.4 存在的问题 | 第59页 |
| 3.5 小结 | 第59-60页 |
| 第4章 桥梁模态参数识别的随机子空间方法 | 第60-90页 |
| 4.1 引言 | 第60页 |
| 4.2 结构动力学状态空间模型 | 第60-65页 |
| 4.2.1 连续时间状态空间模型 | 第60-62页 |
| 4.2.2 离散时间状态空间模型 | 第62-63页 |
| 4.2.3 随机状态空间模型 | 第63-65页 |
| 4.3 数据驱动的随机子空间方法 | 第65-68页 |
| 4.3.1 定义Hankel矩阵 | 第65-66页 |
| 4.3.2 卡尔曼滤波状态序列估计 | 第66页 |
| 4.3.3 正交投影及QR分解 | 第66-67页 |
| 4.3.4 系统矩阵的求解 | 第67-68页 |
| 4.4 协方差驱动的随机子空间方法 | 第68-70页 |
| 4.4.1 输出协方差矩阵 | 第69页 |
| 4.4.2 Toeplitz矩阵的分解 | 第69-70页 |
| 4.4.3 系统矩阵的求解 | 第70页 |
| 4.5 模态参数识别及系统阶次的确定 | 第70-75页 |
| 4.5.1 利用系统矩阵确定模态参数 | 第70-71页 |
| 4.5.2 系统阶次的确定 | 第71-75页 |
| 4.6 参考点的随机子空间方法 | 第75-78页 |
| 4.7 识别结果的不确定度分析 | 第78-82页 |
| 4.7.1 整体不确定度的衡量 | 第79-80页 |
| 4.7.2 局部不确定性来源分析 | 第80页 |
| 4.7.3 基于敏感性分析的局部不确定度量化 | 第80-82页 |
| 4.8 数值算例 | 第82-88页 |
| 4.9 小结 | 第88-90页 |
| 第5章 结构初始状态对工作模态分析的影响 | 第90-123页 |
| 5.1 引言 | 第90页 |
| 5.2 考虑结构初始状态后输出协方差的计算 | 第90-93页 |
| 5.3 单自由度系统的数值模拟 | 第93-96页 |
| 5.3.1 数值模型及分析参数介绍 | 第93-94页 |
| 5.3.2 频率相对精度随采样数的变化 | 第94-95页 |
| 5.3.3 阻尼比相对精度随采样数的变化 | 第95页 |
| 5.3.4 频率、阻尼比相对精度随幅值比的变化 | 第95-96页 |
| 5.4 Jalon桥环境振动试验 | 第96-99页 |
| 5.4.1 Jalon桥简介 | 第96页 |
| 5.4.2 测点布置及分组测试 | 第96-98页 |
| 5.4.3 数据采集及预处理 | 第98-99页 |
| 5.5 Jalon桥有限元分析 | 第99-102页 |
| 5.6 工作模态参数识别 | 第102-115页 |
| 5.6.1 利用随机振动响应识别模态参数 | 第102-105页 |
| 5.6.2 利用混合振动响应识别模态参数 | 第105-111页 |
| 5.6.3 试验结果与理论计算的对比分析 | 第111-115页 |
| 5.7 混合的随机振动响应时长分析 | 第115-117页 |
| 5.8 识别的阻尼比的离散性分析 | 第117-121页 |
| 5.9 小结 | 第121-123页 |
| 第6章 基于经验模态分解的模态参数识别 | 第123-138页 |
| 6.1 引言 | 第123页 |
| 6.2 基于EMD和Hilbert变换的模态参数识别 | 第123-125页 |
| 6.2.1 随机减量技术 | 第124-125页 |
| 6.2.2 模态参数识别 | 第125页 |
| 6.3 基于限制带宽的EMD和SSI的模态参数识别 | 第125-129页 |
| 6.3.1 问题的提出 | 第125-126页 |
| 6.3.2 EMD模态混叠 | 第126-129页 |
| 6.3.3 BREMD-SSI方法流程 | 第129页 |
| 6.4 工程实例：松头江大桥模态参数识别 | 第129-136页 |
| 6.4.1 松头江大桥简介 | 第129-130页 |
| 6.4.2 环境振动试验 | 第130-131页 |
| 6.4.3 利用EMD-HT识别模态参数 | 第131-134页 |
| 6.4.4 利用BREMD-SSI识别模态参数 | 第134-136页 |
| 6.5 小结 | 第136-138页 |
| 第7章 桥梁健康监测软件开发与集成研究 | 第138-163页 |
| 7.1 引言 | 第138-139页 |
| 7.2 桥梁健康监测软件总体设计研究 | 第139-143页 |
| 7.2.1 设计原则 | 第139-140页 |
| 7.2.2 开发语言的确定 | 第140-141页 |
| 7.2.3 功能模块设计 | 第141页 |
| 7.2.4 总体流程图 | 第141-143页 |
| 7.3 HBHM功能模块介绍 | 第143-152页 |
| 7.3.1 主界面 | 第143页 |
| 7.3.2 用户登录 | 第143-144页 |
| 7.3.3 信号采集系统 | 第144-146页 |
| 7.3.4 信号处理系统 | 第146-147页 |
| 7.3.5 模态参数识别 | 第147-149页 |
| 7.3.6 结构损伤识别及性能评估系统 | 第149-152页 |
| 7.4 数据结构设计 | 第152-154页 |
| 7.4.1 结构体和类介绍 | 第152-154页 |
| 7.4.2 系统数据结构实现 | 第154页 |
| 7.5 数据访问技术 | 第154-158页 |
| 7.5.1 数据库介绍 | 第154-155页 |
| 7.5.2 数据库表的建立 | 第155-156页 |
| 7.5.3 LINQ to SQL的应用 | 第156-158页 |
| 7.6 HBHM软件的验证 | 第158-161页 |
| 7.6.1 宜昌桥动力测试 | 第159-160页 |
| 7.6.2 HBHM的应用情况 | 第160-161页 |
| 7.7 小结 | 第161-163页 |
| 第8章 结论与展望 | 第163-166页 |
| 8.1 主要研究结论 | 第163-164页 |
| 8.2 有待进一步研究的问题 | 第164-166页 |
| 致谢 | 第166-167页 |
| 参考文献 | 第167-181页 |
| 攻读博士期间发表的论文及参加的科研项目 | 第181-182页 |
