[發明專利]基于索力監測來識別需調整索力的支承索的方法

有效

• 申請號: 200910032742.1
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101587026A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 韓玉林
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01M19/00
• 分類號: G01M19/00;G01N19/00;G01L1/00;G01B21/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

1.一種基于索力監測來識別需調整索力的支承索的方法，其特征在于所述方法 包括：

a.確定索的編號規則，按此規則將索結構中所有的索編號，該編號在后續步驟 中將用于生成向量和矩陣；

b.在支承索無松弛、無損傷條件或可認為無松弛、無損傷條件下，直接測量計 算得到索結構的所有支承索的初始索力，組成初始索力向量C_o；同時依據結構設計 數據、竣工數據得到所有索的初始自由長度；

c.在支承索無松弛、無損傷條件或可認為無松弛、無損傷條件下，在實測得到 初始索力向量的同時，實測得到索結構的初始幾何數據；

d.根據索結構的設計圖、竣工圖和索結構的上述實測數據，建立索結構的力 學計算模型，基于該模型計算所得的計算數據同上述實測數據越接近越好，其間的 差異不得大于5％，此時該模型被稱為結構的力學計算基準模型；

e.在力學計算基準模型的基礎上進行若干次力學計算，通過計算獲得虛擬單位 損傷索力變化矩陣ΔC；

f.實測得到索結構的所有支承索的當前索力，組成當前索力向量C；同時實測 得到每一個支承索兩支承端點的水平距離；

g.定義索系統當前虛擬損傷向量d，當前虛擬損傷向量的元素個數等于索的數 量，當前虛擬損傷向量的元素和索之間是一一對應關系，當前虛擬損傷向量的元素 數值代表對應索的虛擬損傷程度或健康狀態；

h.依據當前索力向量C同初始索力向量C_o、虛擬單位損傷索力變化矩陣ΔC、 單位損傷標量D_u和待求的索系統當前虛擬損傷向量d間存在的近似線性關系，該近 似線性關系可表達為式1，式1中除d外的其它量均為已知，求解式1就可以算出 當前虛擬損傷向量d，當前虛擬損傷向量d中數值不為0的元素對應的支承索就是 可能的松弛索或可能的受損索，其數值反應了松弛或損傷的程度；

C=Co+1DuΔC·d]]>式1

i.從可能的松弛索和受損索中鑒別出受損索索，剩下的就是松弛索；

j.通過將松弛索同受損索進行力學等效來計算松弛索的松弛程度，等效的力 學條件是：一、兩等效的索的無松弛和無損傷時的初始自由長度、幾何特性參數、 密度及材料的力學特性參數相同；二、松弛或損傷后，兩等效的松弛索和損傷索的 索力和變形后的總長相同；滿足上述兩個等效條件時，這樣的兩根支承索在結構中 的力學功能就是完全相同的，即如果用等效的受損索代替松弛索后，索結構不會發 生任何變化；依據前述力學等效條件求得那些被判定為松弛索的松弛程度，松弛程 度就是支承索自由長度的改變量，也就是確定了那些需調整索力的支承索的索長調 整量；這樣就實現了包含了損傷識別和松弛識別的索結構的索系統的健康監測；

在步驟e中，獲得虛擬單位損傷索力變化矩陣ΔC的方法為：

e1.在結構的力學計算基準模型的基礎上進行若干次力學計算，計算次數數值 上等于所有索的數量，有N根索就有N次計算，每一次計算假設索系統中只有一根 索有單位損傷，每一次計算中出現損傷的索不同于其它次計算中出現損傷的索，每 一次計算得到索結構中所有支承索的當前索力，每一次計算得到的所有當前索力組 成一個計算當前索力向量；

e2.每一次計算得到的那個計算當前索力向量減去初始索力向量得到一個索力 變化向量；有N根索就有N個索力變化向量；

e3.由這N個索力變化向量依次組成有N列的虛擬單位損傷索力變化矩陣；或 者說虛擬單位損傷索力變化矩陣的每一列對應于一個索力變化向量。