[發(fā)明專利]空間坐標(biāo)監(jiān)測(cè)受損索載荷識(shí)別方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410085330.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN103868711A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓玉林;韓佳邑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00;G01L1/00;G01K13/00;G01B21/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

斜拉橋、懸索橋、桁架結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)有一個(gè)共同點(diǎn)，就是它們有許多承受拉伸載荷的部件，如斜拉索、主纜、吊索、拉桿等等，該類結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是以索、纜或僅承受拉伸載荷的桿件為支承部件，為方便起見，本方法將該類結(jié)構(gòu)表述為“索結(jié)構(gòu)”，并將索結(jié)構(gòu)的所有承載索、承載纜，及所有僅承受軸向拉伸或軸向壓縮載荷的桿件（又稱為二力桿件），為方便起見統(tǒng)一稱為“索系統(tǒng)”，本方法中用“支承索”這一名詞指稱承載索、承載纜及僅承受軸向拉伸或軸向壓縮載荷的桿件，有時(shí)簡(jiǎn)稱為“索”，所以在后面使用“索”這個(gè)字的時(shí)候，對(duì)桁架結(jié)構(gòu)實(shí)際就是指二力桿件。在結(jié)構(gòu)服役過程中，對(duì)支承索或索系統(tǒng)的健康狀態(tài)的正確識(shí)別關(guān)系到整個(gè)索結(jié)構(gòu)的安全。在環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，索結(jié)構(gòu)的溫度一般也會(huì)隨著發(fā)生變化，在索結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化時(shí)，索結(jié)構(gòu)承受的載荷也可能發(fā)生變化，實(shí)際上即使索結(jié)構(gòu)的溫度不發(fā)生變化，索結(jié)構(gòu)承受的載荷也可能單獨(dú)發(fā)生變化，同時(shí)索結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)也可能在發(fā)生變化，在這種復(fù)雜條件下，本方法基于空間坐標(biāo)監(jiān)測(cè)（本方法將被監(jiān)測(cè)的空間坐標(biāo)稱為“被監(jiān)測(cè)量”）來識(shí)別受損索和索結(jié)構(gòu)承受的分布載荷的變化量，屬工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

剔除載荷變化和結(jié)構(gòu)溫度變化對(duì)索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)識(shí)別結(jié)果的影響，從而準(zhǔn)確地識(shí)別結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)的變化，是目前迫切需要解決的問題；同樣的，剔除結(jié)構(gòu)溫度變化和結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)變化對(duì)結(jié)構(gòu)承受的載荷的變化量的識(shí)別結(jié)果的影響，對(duì)結(jié)構(gòu)安全同樣具有重要意義，本方法公開了解決這兩個(gè)問題的一種有效方法。也就是說，本方法實(shí)現(xiàn)了已有方法不可能具備的兩種功能。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本方法公開了一種方法，實(shí)現(xiàn)了已有方法不可能具備的兩種功能，分別是，一、在結(jié)構(gòu)承受的載荷和結(jié)構(gòu)（環(huán)境）溫度變化時(shí)，能夠剔除載荷變化和結(jié)構(gòu)溫度變化對(duì)索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)識(shí)別結(jié)果的影響，從而準(zhǔn)確地識(shí)別出支承索的健康狀態(tài)；二、本方法在識(shí)別出受損索的同時(shí)，還能同時(shí)識(shí)別出載荷的變化，即本方法能夠剔除結(jié)構(gòu)溫度變化和支承索健康狀態(tài)變化的影響，實(shí)現(xiàn)載荷變化程度的正確識(shí)別。

技術(shù)方案：物體、結(jié)構(gòu)承受的外力可稱為載荷，載荷包括面載荷和體積載荷。面載荷又稱表面載荷，是作用于物體表面的載荷，包括集中載荷和分布載荷兩種。體積載荷是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點(diǎn)的載荷，如物體的自重和慣性力。

集中載荷分為集中力和集中力偶兩種，在坐標(biāo)系中，例如在笛卡爾直角坐標(biāo)系中，一個(gè)集中力可以分解成三個(gè)分量，同樣的，一個(gè)集中力偶也可以分解成三個(gè)分量，如果載荷實(shí)際上是集中載荷，在本方法中將一個(gè)集中力分量或一個(gè)集中力偶分量稱為一個(gè)載荷，此時(shí)載荷的變化具體化為一個(gè)集中力分量或一個(gè)集中力偶分量的變化。

分布載荷分為線分布載荷和面分布載荷，分布載荷的描述至少包括分布載荷的作用區(qū)域和分布載荷的大小，分布載荷的大小用分布集度來表達(dá)，分布集度用分布特征（例如均布、正弦函數(shù)等分布特征）和幅值來表達(dá)（例如兩個(gè)分布載荷都是均布，但其幅值不同，可以均布?jí)毫槔齺碚f明幅值的概念：同一個(gè)結(jié)構(gòu)承受兩個(gè)不同的均布?jí)毫Γ瑑蓚€(gè)分布載荷都是均布載荷，但一個(gè)分布載荷的幅值是10MPa，另一個(gè)分布載荷的幅值是50MPa）。如果載荷實(shí)際上是分布載荷，本方法談?wù)撦d荷的變化時(shí)，實(shí)際上是指分布載荷分布集度的幅值的改變，而分布載荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的。在坐標(biāo)系中，一個(gè)分布載荷可以分解成若干個(gè)分量，如果這分布載荷的若干個(gè)分量的各自的分布集度的幅值發(fā)生變化，且變化的比率不全部相同，那么在本方法中把這若干個(gè)分布載荷的分量看成同樣數(shù)量的獨(dú)立的分布載荷，此時(shí)一個(gè)載荷就代表一個(gè)分布載荷的分量，也可以將其中分布集度的幅值變化比率相同的分量合成為一個(gè)分布載荷或稱為一個(gè)載荷。