基于單元損傷致模態(tài)變化系數(shù)的海洋平臺損傷檢測研究.pdf

1、整體損傷檢測技術(shù)是在結(jié)構(gòu)振動分析的基礎上發(fā)展起來的。作為損傷檢測的實質(zhì)是檢測損傷前后結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的變化。然而在大量的海洋平臺損傷檢測的模型試驗及仿真分析中，不同類型、不同位置的單元發(fā)生損傷以后，造成的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的變化會有很大的差別，因此有的單元發(fā)生輕微的損傷就會被識別出，但有的單元即使發(fā)生完全的損傷也不能被識別?；谶@種現(xiàn)象本文定義了單元損傷致模態(tài)變化系數(shù)(MVI)的概念，并以位于渤海的JZ20-2MUQ四樁腿導管架平臺為模型，通過對

2、不同類型、不同位置的單元進行損傷模擬，應用模態(tài)應變能法對該模型進行損傷檢測，研究了不同類型、不同位置的損傷單元的損傷致模態(tài)變化系數(shù)的變化規(guī)律以及損傷致模態(tài)變化系數(shù)與結(jié)構(gòu)整體損傷檢測之間的關(guān)系，得到了一些有用的結(jié)論，數(shù)值模擬的結(jié)果表明：
　　一、對于單元損傷致模態(tài)變化系數(shù)的變化規(guī)律，損傷致模態(tài)變化系數(shù)隨著損傷的增加而逐漸變??；不同類型單元損傷致模態(tài)變化系數(shù)的關(guān)系為橫撐單元大于斜撐單元大于樁單元；在同種類型不同位置的損傷單元中，對于橫

3、撐單元，最內(nèi)層橫撐單元的損傷致模態(tài)變化系數(shù)大于中間層橫撐單元的損傷致模態(tài)變化系數(shù)大于最外層橫撐單元的損傷致模態(tài)變化系數(shù)，且單元位置越高，模態(tài)變化系數(shù)值越??；對于樁單元，位于較高層單元的損傷致模態(tài)變化系數(shù)略大于位于較底層單元的模態(tài)變化系數(shù)；對于斜撐單元，下部單元的模態(tài)變化系數(shù)大于上部單元的模態(tài)變化系數(shù)。
　　二、在模態(tài)參數(shù)通過特征值分解得出的前期下，損傷致模態(tài)變化系數(shù)與損傷檢測之間的關(guān)系是，對于樁單元，當損傷致模態(tài)變化系數(shù)小于2.1

4、×103時，則會被檢測出損傷，當損傷致模態(tài)變化系數(shù)小于35時，檢測結(jié)果會比較準確；對于斜撐單元，當損傷致模態(tài)變化系數(shù)小于1.5×105時，則會被檢測出損傷，當損傷致模態(tài)變化系數(shù)小于3.0×103時，檢測結(jié)果會比較準確；對于外部橫撐單元，當損傷致模態(tài)變化系數(shù)小于6.6×103時，則會被檢測出損傷，當模態(tài)變化系數(shù)小于4.4×103時，檢測結(jié)果會比較準確；對于內(nèi)部橫撐單元，當損傷致模態(tài)變化系數(shù)大于5.3×104時不會被檢測出損傷。在模態(tài)參數(shù)通