海洋平台结构损伤识别与健康监测技术研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenpeng12333
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海洋平台结构复杂、造价昂贵,特别是与陆地结构相比,它所处的海洋环境十分复杂严酷,风、海浪、海冰、海流和潮汐时时作用于结构,同时还受到地震等作用的威胁。在此环境条件下,环境腐蚀、冲刷和基础动力软化、材料老化、构件缺陷和机械损伤等不利因素都会导致平台结构构件的损伤及整体抗力的衰减,影响结构的安全度和耐久度。海洋平台一旦出现事故所带来的生命和财产损失是难以估量的。因此为了及时、准确地获得海洋平台的损伤情况和损伤程度信息,建立大型工程结构的安全评估体系日趋重要。结构的健康监测技术可以对海洋结构进行实时、无损和全面地损伤评估,因此,开展该方向的研究工作有着重要的理论意义和良好的应用前景。本论文的主要研究包括: 1. 采用Morsion方程计算作用在海洋平台的随机波浪力,对随机波浪荷载作用下海洋平台振动响应进行研究。 2. 建立海洋平台与实际贴切的有限元模型,对该模型进行了模态分析和随机波浪荷载作用下的动态响应分析。 3. 对单自由度系统损伤前后的运动特性进行分析,运用峰值法对损伤进行识别,并对损伤程度等进行评估。 4. 通过对结构模态的变化来发现损伤和进行损伤定位,采用时域识别的自然激励法结合特征系统实现算法求得系统的最小实现,对海洋平台进行系统的模态参数的识别,并进一步将该方法延伸到海洋平台的损伤判断和定位。 5. 采用小波分析技术对海洋平台的损伤进行判断和分析。采用Daubechies小波对数值模拟的测量信号进行奇异性检测的小波变换分析,并计算曲率模态的变化,得到海洋平台结构刚度突变部分,定位到损伤所在层,并结合模态应变能,实现具体到构件的精确定位。 6. 用Visualbasic6.0开发基于matlab6.5内核的海洋平台健康监测系统的数值仿真演示系统,对数值仿真海洋平台模型进行损伤识别和效果模拟。
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