桅桿結構桿件損傷識別原理.pdf

1、桅桿結構是一種高聳結構，被廣泛應用于無線電通訊、廣播電視、?？諏Ш健h(huán)境保護、能源開發(fā)等國民經(jīng)濟的重要領域。近年來，我國的桅桿結構得到了越來越廣泛地應用。但是，桅桿結構的破壞事故時有發(fā)生，桿件的失效是其發(fā)生破壞的主要內在原因，如何對中大型桅桿結構進行損傷診斷近年來引起了工程界和學術界的重視。本文正是以探尋桅桿結構桿件損傷識別原理作為研究目的。用局部探傷的方法對各桿件進行損傷檢測對桅桿結構顯然不現(xiàn)實，研究利用結構振動測試信號，從全局的角度

2、來識別局部桿件的損傷更具有研究價值和意義。 本文首先介紹了桅桿結構的主要工程應用和破壞事故實例，總結以往桅桿結構發(fā)生破壞的原因，外在原因主要是風荷載和冰荷載激勵，內在原因主要是結構自身構件存在損傷。為此，總結了國內外對桅桿結構動力特性的研究情況和主要的大型結構損傷識別方法。國內外對桅桿結構動力特性的研究作了大量工作，但是桅桿結構的非線性并沒有完全被揭示，因此，通過結構物理參數(shù)識別來判斷構件損傷，顯得非常困難。目前，基于頻域的損傷

3、識別方法已經(jīng)發(fā)展的非常完善了，但是卻不適用于具有強非線性的桅桿結構，基于時域和時頻分布的損傷識別方法值得進一步研究。 本文建立了桅桿結構的數(shù)值模型，該模型采用非線性單元，考慮了纖繩的幾何非線性與應力剛化效應，也考慮了桿身于纖繩的耦合作用，然后對該模型進行了非線性動力分析，由此得到桿身節(jié)點的響應，并且比較了在桿件發(fā)生損傷前后節(jié)點位移、速度與加速度響應以及位移頻譜，結果表明桿身節(jié)點響應對桿件損傷非常敏感。 本文介紹了主要的信

4、號時頻分析方法，時頻分布可以在全局上反映信號的特征，因此，成為研究非平穩(wěn)信號的重要方法，但是，運用時頻分析方法對結構進行損傷識別仍然存在許多的困難，如對干擾項的處理和窗函數(shù)的選擇等，本文運用平滑偽Wigner-Ville分布對損傷前后主結構節(jié)點位移響應信號進行了時頻分析，結果反映出桅桿結構振動的非線性，然后提出了基于譜圖的桿件損傷識別指標P，算例表明該指標對桿件損傷有一定的識別效果。 本文重點從時域的角度，分析了桅桿結構桿件損傷