1、毕业设计开题报告 信息与计算科学 小波分析在无损探伤中应用 一、综述本课题的研究动态 , 说明选题的依据和意义 小波分析 是一种 运用傅里叶 (Fourier)变换的局部化思想 , 进行时空序列分析的一种数学方法 . 小波分析在无损探伤中的应用主要是依据 ,结构发生损伤后 ,其结构动态特性 ,如固有频率、阻尼、振型等将发生相应的变化 .通过监测结构的动力特性变化 ,可以推断结构服役状态 ,为结构早期的损伤预测与评估提供依据 .然而 ,结构的损伤特征一般都很难直接根据原始信号作出解释 ,需要借助一定的分析工具将损伤特征以一定的形式展现出 来 .小波理论是最近几十年内发展起来的并在许多领域已经取得
2、了富有成效的信号分析工具 ,特别是用于检测信号的突变或瞬态特征已经成为小波理论研究的一个重要领域 .基于超声导波在结构中的传播特性 ,利用小波分析实现了在结构任意点上清楚的分离回波和入射波 ,计算其时间差 ,通过导波在时间差上的传播路程来确定损伤位置 ,但这种方法要求能够较为准确地测定导波的传播速度 ,当导波速度不准确时将会严重的影响到定位信息的准确性 ,同时他们也没有对如何识别裂纹深度提供可行的方法 .与之相比 ,提取损伤结构空间信息 ,如应力、应变、振型等 ,将其直接用于小波分析 ,利用小波系数的突变来识别裂纹 ,该方法定位损伤有着直观、便捷的优点 ,并且不需要其他测量条件 ,具有很强的操
3、作性 . 小波分析的 概念是由 法国从 事石油信号处理的工程师 J.Morlet在 1974年首先提出的 ,通过物理的直观和信号处理的实际需要经验的建立了反演公式 ,当时未能得 到数学佳 的认可 .但如今 小波分析是当前数学中一个迅速发展的新领域 ,它同时具有理论深刻和应用十分广泛的双重意义 .小波分析是当前 应用数学和 工程学科中一个迅速发展的新领域 ,经过近 10 年的探索研究 ,重要的数学形式化体系已经建立 ,理论基础更加扎实 .与Fourier变换相比 ,小波变换是空间 (时间 )和频率的局部变换 ,因而能有效地从信号中提取信息 .通过伸缩和平移等运算功能可对函数或信号进行多尺度的细化
4、分析 ,解决了Fourier 变换不能解决的许多困难问题 .小波变换联系了应用数学、物理学、 计算机科学、 信号与 信息处理、 图像处理、地震勘探等多个学科 .数学家认为 ,小波分析是一个新的数学分支 ,它是 泛函分析、 Fourier 分析、样调分析、 数值分析的 完美结晶 ;信号和信息处理专家认为 ,小波分析是时间 尺度分析和 多分辨分析 一种新技术 ,它在信号分析、语音合成、 图像识别、计算机视觉、 数据压缩、地震勘探、大气与海洋波分析等方面的研究都取得了有科学意义和应用价值的成果 . 二、研究的基本内容 , 拟解决的主要问题 : 研究的基本内容 : 小波分析在无损探伤中的应用 . 解决
5、的主要问题 :分析结构中损伤的位置、深度、大小 . 三、研究步骤、方法及措施 : 一 . 研究步骤 : 1 查阅相关资料 , 做好笔记 ; 2 仔细阅读研究文献资料 ; 3 在老师指导下 ,确定整个论文的思路 , 列出论文提纲 , 撰写开题报告 ; 4 翻译英文资料 ; 5 开题报告通过后 ,撰写毕业论文 ; 6 上交论文初稿 ; 7 反复修改论文 , 修改英文翻译 , 撰写文献综 述 ; 8 论文定稿 . 二 . 方法、措施 : 通过到图书馆、上网等查阅收集资料 , 参考相关内容 . 在老师指导下 , 归纳整理各类问题 . 四 、 参考文献 : 1 成礼智 , 王红霞 , 罗永 . 小波的理
6、论与应用 M. 北京 : 科学出版社 , 2004. 2 杨建国 . 小波分析及其工程应用 M. 北京 : 电子工业出版社 , 2003. 3 陈基明 . 小波分析基础 M. 上海大学出版社 . 2002. 4 Meyer Y. Wavelets and applications M. New York: Springer-Verlag, 1992. 228 - 250 . 5 Malat S, Hwang W. Singularity Detection ang processing With Wavelets J. IEE Transactions of Iformation Theory .1992.38:617-643. 6 李宏男 , 孙洪敏 .小波分析在土木工程领域中的应用中国科技论文在线 ,优秀学者论文数据库 BD . 7 马宏伟 , 张伟伟 , 王志华 . 小波分析在悬臂梁裂纹识别中的应用 J, 计算力学学报 , 第25 卷 ,第 5 期 .
