Hilbert-Huang变换：非线性结构损伤检测的突破方法

"基于Hilbert-Huang变换理论的结构损伤检测是一种创新性的信号处理技术，由武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室的程磊和瞿伟廉两位作者共同研究。该方法主要针对非线性非平稳数据的分析，尤其适用于结构健康监测领域，因为结构损伤通常会导致动力参数的显著变化，如刚度、频率和振型等。 Hilbert-Huang变换（HHT）由经验模态分解（EMD）和Hilbert谱分析（HSA）两部分组成。EMD是一种能够将复杂的信号分解成若干个固有模态函数（IMF），这些IMF反映了信号的内在频率成分，具有明确的物理意义。每个IMF通过HSA进一步分析，得到其相应的Hilbert谱，这些谱图能够在联合的频率-时间域中提供高分辨率的信号描述，克服了传统傅立叶变换和小波分析在处理非平稳信号时的局限性。 HHT的优势在于它能够精确捕捉信号的时间域和频域特性，这对于结构损伤检测至关重要。仿真实验结果显示，HHT方法能够有效地提取出结构损伤的特征，如异常频率成分、振型变化等，从而帮助评估结构的健康状态。相比于其他信号处理方法，HHT在客观性和分辨率方面的表现更为优秀，对于实时或在线的结构健康监控有着广泛的应用前景。 总结来说，程磊和瞿伟廉的研究工作不仅介绍了Hilbert-Huang变换的基本原理，还展示了其在实际结构损伤检测中的应用效果，为结构工程师提供了强有力的工具，以便于早期发现和诊断潜在的结构问题，保障建筑物的安全与稳定性。"