塔式起重機鋼結構健康監(jiān)測技術與實驗研究.pdf

1、塔式起重機作為一類典型的大型工程機械，屬于建筑施工中的一種高危特種設備。塔機發(fā)生故障，不僅需要專業(yè)人員進行維修、維護、機械停工，造成較大的經(jīng)濟損失，而且，一旦塔機發(fā)生倒塔事故，極有可能發(fā)生群死群傷的特大事故。塔機安全問題不僅涉及到個體生命的安全與健康，而且對社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展也有著極為重要的影響。對塔機進行健康監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)塔機存在的安全隱患，提高塔機運行的可靠性，減少或消除事故，已成為業(yè)內(nèi)關注的焦點問題。
　　 本文結合國內(nèi)外

2、結構健康監(jiān)測領域的發(fā)展現(xiàn)狀及研究熱點，以實現(xiàn)塔式起重機鋼結構在線損傷診斷為目的，對塔機鋼結構損傷診斷技術進行了深入系統(tǒng)的研究，取得了以下成果：
　　 (1)對塔機塔身頂端傾角模型進行了系統(tǒng)研究。以塔身頂端傾角為特征量，建立了塔機正常狀態(tài)頂端傾角特征模型；分析并建立了正?？蛰d狀態(tài)下塔身頂端傾角特征模型以及塔身鋼結構損傷狀態(tài)下頂端傾角特征模型；以此為基礎建立了塔身鋼結構損傷方位判斷的傾角特征模型；研究了該模型的實現(xiàn)算法；通過實驗驗證

3、了所建模型的正確性。建立的模型便于實現(xiàn)實時控制，可以作為一種控制模型使用。
　　 (2)提出了塔機鋼結構完好狀態(tài)的判斷準則；建立了基于時間序列分析的塔機鋼結構完好狀態(tài)診斷時序剛度距模型、嚴重超載狀態(tài)識別的時序剛度距模型以及人員違規(guī)操作識別的時序剛度距模型；編寫了模型的Matlab程序。所建模型能夠實現(xiàn)塔機鋼結構損傷、嚴重超載以及人員違規(guī)操作等情況的識別。
　　 (3)系統(tǒng)研究了基于支持向量機的塔機鋼結構損傷診斷方法。系統(tǒng)

4、分析了位移變化率對結構損傷的靈敏程度。提出了基于位移變化率和支持向量機的塔機鋼結構損傷識別方法。將位移變化率作為支持向量機的輸入量，對塔機的塔身鋼結構損傷進行診斷，獲得了很好的損傷識別效果。
　　 (4)對塔機鋼結構損傷診斷的實驗研究。通過對采用高強螺栓連接的兩個塔身標準節(jié)用主弦桿(主肢)模型進行損傷實驗以及工地現(xiàn)場塔機整機實驗，驗證了用傾角測量傳感器測得的塔身頂端傾角值作為特征量，進行塔機鋼結構損傷識別的可行性，并證明了本文提