[發明專利]焊接空間網架結構節點焊縫損傷分步診斷方法

有效

• 申請號: 201811138851.7
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109506965B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 劉暉;黎世源;郭佳凡;陳世超;申韶丁;雷電;倪新舟;胡馨瑩;王雪亮;周強;籍步榮;王錢;王倩;朱勝男;查啟斌
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

1.一種焊接空間網架結構節點焊縫損傷分步診斷方法，首先根據結構加速度響應小波分析或功率譜密度靈敏度分析，將結構劃分成若干個子區域，識別有節點焊縫損傷的子區域；然后在有節點焊縫損傷子區域內判斷出節點的損傷位置并評定損傷程度；

所述的焊接空間網架結構節點焊縫損傷分步診斷方法，其特征在于包括以下步驟：

S1.建立結構有限元模型并判斷損傷影響范圍，進而對結構子區域進行劃分，并確定代表節點并在代表節點布置加速度傳感器；

S2.對測量到的代表節點加速度響應進行分析并提取損傷指標，判斷損傷子區域；

S3.針對每個損傷子區域，劃分每個損傷子區域內各代表節點焊縫損傷程度并確定每個損傷子區域內關鍵桿件；

S4.針對每個損傷子區域建立所有節點焊縫損傷程度模式庫，并定義隸屬度函數；

S5.識別損傷節點位置并評定損傷程度，每個損傷子區域的最大隸屬度函數所對應的損傷模式，就是發生節點焊縫損傷的位置及所對應的損傷程度；

采用結構加速度響應小波分析時，所述步驟S1中在外激勵風荷載作用下，模擬某節點有損傷，分析結構損傷前后各節點加速度響應時程，對各節點加速度響應時程降噪后進行小波變換，根據各節點的高頻分量奇異值來判斷損傷節點的影響范圍；

步驟S3中采用單元一階應變模態絕對差比值作為損傷指標來識別節點裂縫長度；用單元一階應變模態絕對差比值與待識別裂縫長度對應的單元一階應變模態絕對差比值作對比，隸屬度最大的單元一階應變模態絕對差比值所對應的裂縫長度就是待識別的節點裂縫長度。

2.根據權利要求1所述的焊接空間網架結構節點焊縫損傷分步診斷方法，采用功率譜密度靈敏度分析時，其特征在于步驟S1中在外激勵風荷載作用下，模擬某節點有損傷，提取結構損傷前后各節點加速度響應功率譜密度變化的靈敏度值，然后定義靈敏度值界限，以此判斷損傷節點的影響范圍。

3.根據權利要求2所述的焊接空間網架結構節點焊縫損傷分步診斷方法，其特征在于某節點的高頻分量奇異值越大，說明模擬的節點損傷對其造成的影響就越大；某節點的高頻分量奇異值越小，說明模擬的節點損傷對其造成的影響就越小。

4.根據權利要求3所述的焊接空間網架結構節點焊縫損傷分步診斷方法，其特征在于某節點的靈敏度值越大，說明模擬的節點損傷對其造成的影響就越大；某節點的靈敏度值越小，說明模擬的節點損傷對其造成的影響就越小；靈敏度值是指各節點損傷前后加速度功率譜密度變化值與受損節點加速度響應功率譜密度變化值之比。

5.根據權利要求4所述的焊接空間網架結構節點焊縫損傷分步診斷方法，其特征在于步驟S1中根據單個節點的影響范圍將結構子區域進行劃分；每個子區域內設置一個代表節點，即布設加速度傳感器的節點。

6.根據權利要求5所述的焊接空間網架結構節點焊縫損傷分步診斷方法，其特征在于步驟S3中關鍵桿件選擇的原則是選取節點受損時單元一階應變模態絕對差比值變化較大的桿件，關鍵桿件個數確定是保證節點不同裂縫長度和關鍵桿件一階應變模態絕對差比值的一一對應；關鍵桿件數的確定就是首先選取受損節點與之相連的桿件和與其最近的一圈桿件，計算上述桿件的一階應變模態絕對差以及隸屬度，如果隸屬度函數是線性變化，即達到一一對應，如果不是，繼續增加桿件。