基于Hilbert-Huang变换的长周期地震动能量时频分布比较研究

远场类谐和地震动与近断层脉冲型地震动是两种不同类型的长周期地震动,确定其能量的时频分布特性对理解长周期地震动作用下长周期结构的反应特点及揭示结构破坏机理具有重要意义。各选10条远场类谐和地震动、近断层脉冲型地震动与普通地震动,利用Hilbert-Huang变换,提取出各地震动的3-D Hilbert幅值谱、边际谱、Hilbert能量谱与瞬时能量曲线,在此基础上提出累积能量谱、强频段、能量时间分布系数等概念,定义了多个指标对比分析三类地震动的长周期特性、宽频带特性和脉冲特性。结果表明:与普通地震动相比,远场类谐和地震动与近断层脉冲型地震动的能量主要集中于较低的频段,长周期特性明显,且远场类谐和地震动的能量集中频段低于近断层脉冲型地震动;远场类谐和地震动的强频段宽度小于其他两类地震动,且能量在强频段内的分布比其他两类地震动均匀;与其他两类地震动相比,远场类谐和地震动的脉冲特性不明显;三类地震动的卓越频率与能量时间分布系数均存在明显的分布规律,可以作为地震动的能量表征参数。

铁路轨道不平顺的时-频能量联合分析方法

为满足铁路轨道不平顺实时监测、时-频特征精细化提取和线路状态评估的需要,本文基于时-频联合分析基本理论,采用时-频能量密度方法描述轨道不平顺的时-频域分布性质,推导Wigner-Ville分布能量密度与轨道不平顺功率谱密度、TQI指标的数学联系,建立融合轨道谱和TQI指标基本物理特性的铁路轨道不平顺时-频能量联合分析方法,并分别从时域、频域和时-频域等角度验证方法的合理性。结果表明:本文提出的轨道不平顺时-频联合分析方法在时域病害峰值提取、轨道状态表征、频域特征波长统计与定位等方面正确、有效。

基于改进HHT的水中爆炸冲击波信号时频特性分析方法

根据水中爆炸冲击波信号的特征,利用希尔伯特-黄变换(HHT)处理非平稳信号的优势,提出了一种结合小波分解及相关系数筛选的改进HHT方法。该方法首先通过小波分解将信号分为高频部分和低频部分,然后利用相关系数对固有模态函数(IMF)分量进行筛选。理论与实践表明,改进的HHT方法能够有效、准确地对水中爆炸冲击波信号的时频信息进行分析。

典型地震动作用下长周期单自由度体系地震反应分析

通过单自由度体系典型地震反应分析探讨长周期结构的类共振及瞬态效应问题。远场类谐和地震动与近断层脉冲型地震动是导致长周期结构发生类共振的两类长周期地震动,而目前对此两类地震动特性以及地震反应的对比分析尚不多见。首先,通过卓越频率与能量时间分布系数对比分析,研究了长周期地震动能量时频分布特性,结果表明:两类长周期地震动的能量均集中在较低频段,且远场类谐和地震动的能量集中频段略低于近断层脉冲型地震动;近断层脉冲型地震动与普通地震动的能量在时域内分布较远场类谐和地震动集中。然后,进行了弹性反应谱对比分析,结果表明:在长周期段,远场类谐和地震动与近断层脉冲型地震动的加速度反应、速度反应、位移反应和输入能量均大于普通地震动,且速度反应、位移反应与输入能量的放大程度明显高于加速度反应;远场类谐和地震动的各反应明显大于近断层脉冲型地震动,且衰减更为缓慢。最后,提出瞬态效应的概念,并进行了实际地震动作用下的瞬态效应分析,结果表明:瞬态效应是地震动高频成分的固有属性,但不足以引起长周期结构的瞬态位移破坏。建议在对长周期结构进行抗震设计时,需要重点考虑两类长周期地震动引起的类共振问题,而不需要考虑瞬态效应。

基于解析信号的小波变换及其应用

提出对信号的解析进行小波变换 ,从而可直接计算出信号能量的时 -频分布 .使分析结果能象短时Fourier变换、Wigner分布那样直观地显示出来 ,解决了小波分析的可视性问题 .用这种算法在调频信号的分析。

三峡船闸人字门连门轴故障诊断的小波包分析

根据船闸人字门及启闭机故障引起的闸门振动信号具有随机性和非平稳性的特点,经检修已知人字门连门轴磨损故障,采集船闸检修前后的闸门振动信号,提出利用小波包分析技术进行故障诊断的方法。即,利用小波包对信号进行分解和重构,计算各频带信号能量分布,经分析能量集中频带信号的时频特性后,发现信号故障主要分布在低频部份,证明了利用小波包分析技术进行船闸人字门及启闭机故障诊断是有效可行的。其方法可为同类事故诊断参考。

Time-frequency characteristics of blasting vibration signals measured in milliseconds

In order to study the time-frequency characteristics of blasting vibration signals, measured in milliseconds, we carried out site blasting vibration tests at an open pit of the Jinduicheng Mine. Based on recorded field data and applying a combination of RSPWVD and wavelet, we analyzed the time-fre- quency characteristics of recorded field data, summarized the time-frequency characteristics of blasting vibration signals in different frequency bands and present detailed information of blasting vibration sig- nals in milliseconds of high time-frequency resolutions. Because RSPWVD can be seen as of definite physical significance to signal energy distribution in time and frequency domains, we studied the energy distribution of blasting vibration signals for various milliseconds intervals from a perspective of energy distribution. The results indicate that the effect of milliseconds intervals on time-frequency characteris- tics of blasting vibration signals is significant; the length of delay time directly affects the energy distri- bution of blasting vibration signals as well as the duration of energy in ffeauencv bands.