[發(fā)明專利]精簡索力監(jiān)測受損索載荷識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510439561.6
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN105067339A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓玉林;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;G01L5/04;G01K13/00
• 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，就是它們有許多承受拉伸或壓縮載荷的部件，如斜拉索、主纜、吊索、拉桿等等，該類結(jié)構(gòu)的共同點是以索、纜或僅承受拉伸或壓縮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)承受的載荷也可能發(fā)生變化，實際上即使索結(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，本方法基于索力監(jiān)測(本方法將被監(jiān)測的索力稱為“被監(jiān)測量”)來識別受損索(本方法稱之為核心被評估對象的健康狀態(tài))，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，對結(jié)構(gòu)安全具有重要意義，本方法公開了解決這個問題的一種有效的、廉價的方法。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本方法公開了一種方法，在造價更低的條件下，能夠剔除載荷變化和結(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，準(zhǔn)確地識別出支承索的健康狀態(tài)。

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。

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)(例如兩個分布載荷都是均布，但其幅值不同，可以均布壓力為例來說明幅值的概念：同一個結(jié)構(gòu)承受兩個不同的均布壓力，兩個分布載荷都是均布載荷，但一個分布載荷的幅值是10MPa，另一個分布載荷的幅值是50MPa)。如果載荷實際上是分布載荷，本方法談?wù)撦d荷的變化時，實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，一個分布載荷可以分解成若干個分量，如果這分布載荷的若干個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分布載荷的分量看成同樣數(shù)量的獨立的分布載荷，此時一個載荷就代表一個分布載荷的分量，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分布載荷或稱為一個載荷。