【摘 要】
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船舶与海洋平台设计以满足规范要求为基础,以此认为在正常使用的情况下能满足强度安全,然而实践证明很多意外的情况是无法预测的,而且船舶与海洋平台长期处于潮湿和强电解介质的环境中,加之结构复杂、环境载荷、地基冲刷、环境腐蚀等复杂外力的影响,使结构的正常使用和耐久性受到严峻考验。随着海上装备老龄化现象的加剧,而海洋结构物由于环境载荷在部分结构处容易出现应力集中的现象,进而导致结构变形,造成结构裂纹损伤并扩
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船舶与海洋平台设计以满足规范要求为基础,以此认为在正常使用的情况下能满足强度安全,然而实践证明很多意外的情况是无法预测的,而且船舶与海洋平台长期处于潮湿和强电解介质的环境中,加之结构复杂、环境载荷、地基冲刷、环境腐蚀等复杂外力的影响,使结构的正常使用和耐久性受到严峻考验。随着海上装备老龄化现象的加剧,而海洋结构物由于环境载荷在部分结构处容易出现应力集中的现象,进而导致结构变形,造成结构裂纹损伤并扩展。因此,结构裂纹损伤的实时健康监测与预警成为了海洋平台正常作业不可或缺的保障。为解决海洋平台的安全保障和寿命延长问题,本文进行了导管架平台裂纹监测技术及实验研究,主要进行了以下工作:（1）针对传统裂纹监测方法的不足,提出了基于位移变化、应变变化及应力强度因子的多尺度裂纹监测方法;（2）在裂纹监测的研究背景的基础上,用有限元方法对海洋平台结构裂纹的扩展过程进行模拟,并提取了裂纹周边应变特征;（3）参考模拟结果设计位移监测传感器及分布式传感胶带并制备投入模型试验以及现场试验运用;（4）结合数值模拟与实验结果,综合分析裂纹扩展状态并给与评估;（5）基于LabVIEW和MATLAB开发裂纹监测软件。通过试验结果及论证分析得出:研发的光纤传感器线性相关系数大于0.99,灵敏度平均误差低于5%,传感胶带的应变传递率大于95%,线性相关系数达到0.99。试验结果显示裂纹的准确识别平均误差约为5%,最大误差小于10%。现场使用的结果说明本文所研发的监测系统具有较高的灵敏度及精确度。本文为老龄化海洋平台的结构健康监测提供了参考价值。
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