使用超声波衰减的CEEMDAN-Hilbert光谱分析早期检测损伤的方法
Ammar M Shakir1, Giovanni Cascante1, Taher H Ameen1
1Department of Civil and Environmental Engineering, University of Waterloo, 200 University Avenue W, Waterloo, ON N2L 3G1, Canada.
Materials (Basel, Switzerland)
|July 30, 2025
概括
本研究介绍了一种新的基于能源的技术,使用CEEMDAN-HSA来增强混凝土结构的早期损坏检测. 它通过分析非线性,非静止信号中的波衰减来提高识别微裂纹的灵敏度.
科学领域:
- 土木工程 土木工程是指土木工程.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 信号处理 信号处理
背景情况:
- 目前的非破坏性测试 (NDT) 方法缺乏对早期混凝土损坏检测的敏感性.
- 现有的信号处理技术经常在非线性和非静止数据上失败.
研究的目的:
- 通过波衰减分析,提高在混凝土中早期损坏的检测.
- 通过分析非线性和非静止信号,开发一种敏感的技术来识别微裂.
主要方法:
- 在有微损坏的混凝土样本上使用了超声波非破坏性测试.
- 用适应性噪声 (CEEMDAN) 进行信号分解的应用完整集体实证模式分解.
- 使用希尔伯特频谱分析 (HSA) 进行频域分析和损害评估.
主要成果:
- 实现了高达88%的波能降低检测,比基于富里埃的方法提高了20%.
- 证明了处理非线性,非静止信号的卓越能力.
- 使用希尔伯特光谱识别了具有更高时间频率分辨率的局部损伤.
结论:
- CEEMDAN-HSA技术提供了一种实用而敏感的方法,用于在混凝土中早期检测微裂纹.
- 这种方法显著提高了早期结构损伤的检测.
- 调查结果强调了改善结构健康监测在具体基础设施中的潜力.
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