基于振动响应信号的导管架结构损伤诊断可行性研究

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我国目前在役的海洋平台主要类型为导管架平台,其中导管架平台主要分布在水深30m左右的渤海海湾。经过几十年的发展,我国的导管架平台相关技术已近很成熟,有一整套的建造、安装、采油、运维理论。但是随着渤海海域的导管架平台进入服役晚期,很多平台每年都需要做定期维护工作,其中就包括导管架平台的损伤诊断识别研究,目前国内导管架平台的损伤识别还处于试验研究阶段。因此,导管架平台的损伤识别是平台运维的重要内容,也是目前国内外研究的重点和热点。本文就是针对以上实际情况,结合以往的研究结果,对导管架结构的损伤识别进行了研究。首先,本文使用ANSYS有限元模型建立八桩腿导管架结构的有限元模型,通过P-M谱确定导管架受到的环境载荷,利用瞬态动力分析得到导管架结构关键测点的振动响应时程。接着,介绍了结构频域和时域下模态参数识别的方法以及随机减量法,利用随机减量法处理关键测点的振动响应信号,从而得到结构的自由振动响应信号。最后,利用MATLAB数值分析软件,基于频域下的傅里叶变换和时域下的ITD法、复指数法处理导管架结构的自由振动响应信号,得到结构的模态参数,从而确定结构是否发生损坏。本文的研究内容为正在服役的导管架结构损伤诊断的识别提供了一定的理论依据,对平台的安全服役有重要的现实意义。
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