[發明專利]基于固有頻率變化的拉索索體損傷定量方法

在審

• 申請號: 201811090902.3
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109212034A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 郝天之;吳昌霞;王龍林;鄧年春;王華;劉世建
• 申請（專利權）人: 廣西交通科學研究院有限公司
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 陸夢云

1.基于固有頻率變化的拉索索體損傷定量方法，其特征是：

通過分級切割索體鋼絲的方式，在每根拉索或吊桿中分別設置加速度傳感器，采集拉索或吊桿的橫向振動加速度信號，獲取拉索振動固有頻率與拉索索力、長度、單位長度質量數據及抗彎剛度，由力的平衡方程及彎矩平衡方程形成拉索的振動平衡方程式：

采用迦遼金方法對式(5.2-1)進行求解，得到拉索的固有頻率：

式中，ω_n為拉索的第n階固有圓頻率，m為拉索單位長度的質量；

忽略抗彎剛度的影響，并用固有頻率代替圓頻率，拉索的振動平衡方程式可為：

取拉索的一階振動頻率代入上式，則有：

若拉索或吊桿截面發生損傷，損傷前后拉索鋼絲的應力為：

損傷后相對于損傷前的鋼絲應變變化為：

由此可求得損傷后拉索長度的變化：

將損傷前后的拉索長度分別代入式4，得到

式中，f₁為損傷前的拉索實測1階固有頻率，f₁′為損傷后的拉索實測1階固有頻率。

式9及式10聯立，可以求得拉索的截面面積減小率ξ：

利用式11分別測試拉索損傷前后的1階固有頻率，在已知拉索索力和損傷前截面積的前提下，即可以得出拉索的實際截面損傷率，實現對拉索索體損傷程度的定量。