关于结构的损伤识别,国内外已经做了大量的研究,并取得了很多成果和实用方法。通过所得的成果可以看出,对于不同的结构,不同的工作环境,损伤识别方法的适用性和准确度有很大的差异。因此,在进行结构的损伤识别时,需根据结构的形式和服务环境来确定可行的方法和仪器。 单立柱采油平台的作业环境比较恶劣,易受到海浪、风、海冰等自然力的影响。对于整个结构,单立柱是最主要的受力构件,其健康与否,直接关系到整个结构的服务期限和安全。所以,应用合适的损伤识别技术对单立柱准确的损伤识别是非常重要的。 在实际工程中,特别是对那些结构形状较为复杂,型体比较庞大的结构,只能布置有限的测试点,因此,提取的数据也是有限的,如果仅通过这些点的扩展得到其他点的信息,那会存在很大的误差。此时频率法就可以发挥较为显著的作用。在工程测试之中,通常只需要进行一两个测点的测试就可以得到结构多阶固有频率。同时,相对于振型数据而言,结构频率的测量要简单和准确得多,在大型土木工程结构的足尺寸原型测试中,振型向量中一些数据的误差在20%以上,而频率数据的误差却不超过1.5%。 本文尝试利用低阶频率观测数据,将“频率变化平方比”作为结构损伤敏感特征,发展了仅基于频率数据的单立柱平台的损伤定位方法。首先,根据国内外既有研究基础上,发展了针对单立柱的“频率变化平方比”法;其次,建立单立柱平台有限元模型,模拟结构五种损伤工况,基于“频率变化平方比”法对单立柱平台损伤定位,进行数值验证;再者,以胜利油田海上单立柱平台为例,建立模型进行损伤前后试验,并提取频率数据,验证了“频率变化平方比”法在实际工程中的有效性:最后,针对“频率变化平方比”法在单立柱平台损伤定位时存在的问题,利用BP神经网络,基于有限元数据计算,进行了有效解决。