信噪比對(duì)海洋平臺(tái)整體損傷檢測(cè)影響.pdf

1、在海洋平臺(tái)損傷檢測(cè)中，基于振動(dòng)測(cè)試的大型結(jié)構(gòu)整體無損檢測(cè)技術(shù)是國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)為較有發(fā)展前景的健康監(jiān)測(cè)技術(shù)。對(duì)于海洋平臺(tái)這種大型結(jié)構(gòu)物，需要使用環(huán)境載荷下的振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行模態(tài)識(shí)別和損傷檢測(cè)。但在實(shí)際海洋環(huán)境測(cè)試中有許多因素對(duì)模態(tài)識(shí)別和損傷檢測(cè)造成干擾，其中測(cè)量噪聲就是非常顯著的干擾因素之一。本文以一個(gè)導(dǎo)管架物理模型為研究對(duì)象，用信噪比表示試驗(yàn)信號(hào)中噪聲的大小，并提出了損傷單元模態(tài)影響系數(shù)的概念。研究了信噪比和損傷單元模態(tài)影響系數(shù)對(duì)海洋平臺(tái)

2、損傷檢測(cè)的影響規(guī)律，主要的研究工作如下：
　　本文用信噪比作為描述測(cè)量信號(hào)或者模擬信號(hào)中噪聲的大小的指標(biāo)。通過模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)可以提取出不同信噪比的加速度信號(hào)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同的損傷位置或者不同的損傷程度的的工況，信噪比對(duì)其的影響程度是不同的。為研究這種差別，提出了損傷單元模態(tài)影響系數(shù)的概念。該系數(shù)可以用來描述不同構(gòu)件對(duì)海洋平臺(tái)整體動(dòng)力特性的影響程度。并設(shè)計(jì)了一系列損傷工況進(jìn)行了多種損傷單元模態(tài)影響系數(shù)的模擬。然后對(duì)每種損傷工況進(jìn)行損

3、傷識(shí)別，研究不同的損傷單元模態(tài)影響系數(shù)下信噪比對(duì)損傷識(shí)別的影響。
　　模型試驗(yàn)分析得到的結(jié)果表明信噪比和損傷單元模態(tài)影響系數(shù)都對(duì)損傷檢測(cè)有一定的影響。當(dāng)模態(tài)影響系數(shù)較大(大于5)時(shí)，用很小的信噪比數(shù)據(jù)就可以準(zhǔn)確識(shí)別出損傷單元位置和損傷程度；當(dāng)系數(shù)較小(小于0.5)時(shí)，用最大的信噪比數(shù)據(jù)也無法準(zhǔn)確識(shí)別；當(dāng)系數(shù)為臨界值(0.9-1.5)時(shí)，信噪比對(duì)結(jié)果影響較大，只有信噪比較大(大于20)時(shí)，才能準(zhǔn)確識(shí)別損傷位置，當(dāng)信噪比小到一定值(小

4、于10)時(shí)，損傷定位和損傷程度評(píng)估均無法實(shí)現(xiàn)。
　　數(shù)值仿真模擬結(jié)果表明，隨著不同工況中損傷單元模態(tài)影響系數(shù)的減小，準(zhǔn)確的損傷識(shí)別所需要的信噪比的值響應(yīng)增大。顯示的規(guī)律和物理模型試驗(yàn)的結(jié)果相同。但數(shù)值仿真中損傷單元模態(tài)影響系數(shù)與臨界信噪比的關(guān)系與試驗(yàn)結(jié)果差距較大，無法提供定量的參考。
　　基于本文提出的概念和分析方法，在實(shí)際海洋平臺(tái)損傷檢測(cè)中，可以通過采集的結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處的加速度信號(hào)估算信噪比值，并根據(jù)模態(tài)識(shí)別得到的頻率計(jì)