基于振动响应信号的导管架结构损伤诊断可行性研究

发布时间：2017-10-12 15:38

  本文关键词：基于振动响应信号的导管架结构损伤诊断可行性研究

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【摘要】：我国目前在役的海洋平台主要类型为导管架平台，其中导管架平台主要分布在水深30m左右的渤海海湾。经过几十年的发展，我国的导管架平台相关技术已近很成熟，有一整套的建造、安装、采油、运维理论。但是随着渤海海域的导管架平台进入服役晚期，很多平台每年都需要做定期维护工作，其中就包括导管架平台的损伤诊断识别研究，目前国内导管架平台的损伤识别还处于试验研究阶段。因此，导管架平台的损伤识别是平台运维的重要内容，也是目前国内外研究的重点和热点。本文就是针对以上实际情况，结合以往的研究结果，对导管架结构的损伤识别进行了研究。 首先，本文使用ANSYS有限元模型建立八桩腿导管架结构的有限元模型，，通过P-M谱确定导管架受到的环境载荷，利用瞬态动力分析得到导管架结构关键测点的振动响应时程。接着，介绍了结构频域和时域下模态参数识别的方法以及随机减量法，利用随机减量法处理关键测点的振动响应信号，从而得到结构的自由振动响应信号。最后，利用MATLAB数值分析软件，基于频域下的傅里叶变换和时域下的ITD法、复指数法处理导管架结构的自由振动响应信号，得到结构的模态参数，从而确定结构是否发生损坏。 本文的研究内容为正在服役的导管架结构损伤诊断的识别提供了一定的理论依据，对平台的安全服役有重要的现实意义。
【关键词】：振动响应信号 随机减量法 ITD 复指数法 MATLAB 模态参数 损伤识别
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.381
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 研究背景7-8
• 1.2 导管架平台的结构特点8-9
• 1.3 国内外研究现状及发展9-11
• 1.3.1 导管架平台动力分析研究动态10-11
• 1.3.2 导管架平台损伤诊断研究动态11
• 1.4 本文主要研究内容11-13
• 第二章 傅里叶变换13-19
• 2.1 传统傅里叶变换13-14
• 2.2 快速傅里叶变换14-18
• 2.3 小结18-19
• 第三章 随机波浪的谱特征19-31
• 3.1 波浪谱19-20
• 3.2 P-M 谱（经验公式）20-22
• 3.3 波高与波浪谱的关系22-25
• 3.4 随机波频率的确定25-27
• 3.5 环境载荷计算结果27-30
• 3.6 小结30-31
• 第四章 模态参数的识别方法31-51
• 4.1 函数的定义31-32
• 4.1.1 自功率谱密度函数31-32
• 4.1.2 互功率谱密度函数32
• 4.1.3 频率响应函数（频响函数）32
• 4.2 模态参数识别的输入数据32-41
• 4.2.1 自由振动响应33-34
• 4.2.2 随机减量法34-38
• 4.2.3 实测互相关函数38-41
• 4.3 模态参数的频域识别方法41-42
• 4.4 模态参数的时域识别方法42-51
• 4.4.1 ITD 法43-46
• 4.4.2 复指数法46-51
• 第五章 导管架平台动力分析51-65
• 5.1 计算程序介绍51-52
• 5.2 导管架平台有限元模型52-56
• 5.2.1 环境条件52-53
• 5.2.2 导管架结构和构件尺寸53-55
• 5.2.3 导管架结构有限元模型55-56
• 5.3 导管架结构静力分析（Static Analysis）56-57
• 5.4 导管架结构模态分析57-59
• 5.5 导管架平台瞬态动力分析59-64
• 5.5.1 测点位置的选取59-64
• 5.6 小结64-65
• 第六章 导管架结构损伤诊断数值分析65-99
• 6.1 基于傅里叶变换的损伤识别65-75
• 6.2 基于随机减量法的损伤识别（MATLAB）75-91
• 6.2.1 随机减量法计算结果（RD）75-77
• 6.2.2 模态识别计算结果77-91
• 6.2.2.1 ITD 法损伤识别结果77-84
• 6.2.2.2 复指数法损伤识别结果84-91
• 6.3 模态参数识别精度分析91-98
• 6.4 小结98-99
• 第七章 结论99-100
• 参考文献100-103
• 发表论文和科研情况说明103-104
• 致谢104

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1019554