[發(fā)明專利]角位移混合監(jiān)測受損索載荷識別方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410086611.2
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103852322A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓玉林;王靜;韓佳邑
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01B21/22;G01L5/00
• 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，有時簡稱為“索”，所以在后面使用“索”這個字的時候，對桁架結(jié)構(gòu)實(shí)際就是指二力桿件。在結(jié)構(gòu)服役過程中，對支承索或索系統(tǒng)的健康狀態(tài)的正確識別關(guān)系到整個索結(jié)構(gòu)的安全。在環(huán)境溫度發(fā)生變化時，索結(jié)構(gòu)的溫度一般也會隨著發(fā)生變化，在索結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化時，索結(jié)構(gòu)支座可能發(fā)生角位移，索結(jié)構(gòu)承受的載荷也可能發(fā)生變化，同時索結(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，本方法基于混合監(jiān)測（本方法通過對本節(jié)前述不同類型的索結(jié)構(gòu)的可測量參數(shù)的變化的混合監(jiān)測來判斷索結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)，本方法將所有被監(jiān)測的索結(jié)構(gòu)特征參量統(tǒng)稱為“被監(jiān)測量”，由于此時被監(jiān)測量是由索結(jié)構(gòu)的不同類型的可測量參數(shù)混合組成，本方法稱此為混合監(jiān)測）來識別受損索和索結(jié)構(gòu)承受的載荷的變化量，屬工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域。

背景技術(shù)

剔除載荷變化、索結(jié)構(gòu)支座角位移和結(jié)構(gòu)溫度變化對索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)識別結(jié)果的影響，從而準(zhǔn)確地識別結(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、索結(jié)構(gòu)支座角位移和結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)變化對結(jié)構(gòu)承受的載荷的變化量的識別結(jié)果的影響，對結(jié)構(gòu)安全同樣具有重要意義，本方法公開了解決這兩個問題的一種有效方法。

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、在支座有角位移時，在結(jié)構(gòu)承受的載荷和結(jié)構(gòu)（環(huán)境）溫度變化時，能夠剔除支座角位移、載荷變化和結(jié)構(gòu)溫度變化對索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)識別結(jié)果的影響，從而準(zhǔn)確地識別出支承索的健康狀態(tài)；二、本方法在識別出受損索的同時，還能同時識別出載荷的變化，即本方法能夠剔除支座角位移、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別。

技術(shù)方案：在本方法中，用“支座空間坐標(biāo)”指稱支座關(guān)于笛卡爾直角坐標(biāo)系的X、Y、Z軸的坐標(biāo)，也可以說成是支座關(guān)于X、Y、Z軸的空間坐標(biāo)，支座關(guān)于某一個軸的空間坐標(biāo)的具體數(shù)值稱為支座關(guān)于該軸的空間坐標(biāo)分量，本方法中也用支座的一個空間坐標(biāo)分量表達(dá)支座關(guān)于某一個軸的空間坐標(biāo)的具體數(shù)值；用“支座角坐標(biāo)”指稱支座關(guān)于X、Y、Z軸的角坐標(biāo)，支座關(guān)于某一個軸的角坐標(biāo)的具體數(shù)值稱為支座關(guān)于該軸的角坐標(biāo)分量，本方法中也用支座的一個角坐標(biāo)分量表達(dá)支座關(guān)于某一個軸的角坐標(biāo)的具體數(shù)值；用“支座廣義坐標(biāo)”指稱支座角坐標(biāo)和支座空間坐標(biāo)全體，本方法中也用支座的一個廣義坐標(biāo)分量表達(dá)支座關(guān)于一個軸的空間坐標(biāo)或角坐標(biāo)的具體數(shù)值；支座關(guān)于X、Y、Z軸的坐標(biāo)的改變稱為支座線位移，也可以說支座空間坐標(biāo)的改變稱為支座線位移，本方法中也用支座的一個線位移分量表達(dá)支座關(guān)于某一個軸的線位移的具體數(shù)值；支座關(guān)于X、Y、Z軸的角坐標(biāo)的改變稱為支座角位移，本方法中也用支座的一個角位移分量表達(dá)支座關(guān)于某一個軸的角位移的具體數(shù)值；支座廣義位移指稱支座線位移和支座角位移全體，本方法中也用支座的一個廣義位移分量表達(dá)支座關(guān)于某一個軸的線位移或角位移的具體數(shù)值；支座線位移也可稱為平移位移，支座沉降是支座線位移或平移位移在重力方向的分量。

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，一個集中力可以分解成三個分量，同樣的，一個集中力偶也可以分解成三個分量，如果載荷實(shí)際上是集中載荷，在本方法中將一個集中力分量或一個集中力偶分量稱為一個載荷，此時載荷的變化具體化為一個集中力分量或一個集中力偶分量的變化。