工程起重机桁架结构早期损伤的小波识别

发布时间：2020-04-21 20:40

【摘要】： 裂纹的产生和扩展对结构的安全服役构成潜在的威胁，如果作为各类工程机械主要受力部件的桁架结构的损伤未被及时发现，就有可能造成桁架结构报废、整机损坏、甚至人员伤亡等重大事故。本文针对上面的问题，对桁架结构的早期损伤识别进行研究。并且以大连理工大学机械工程学院与山东奥奇重工联合开发的350t履带起重机和山东三建船业的K10000塔式起重机为项目背景。 (1)比较小波分析的方法和现有的各种损伤识别的方法以及其它时—频分析方法，突出小波方法较之其它损伤识别和信号处理的方法，对早期损伤识别的优越性所在。并且根据在裂纹处各状态参量的连续条件选取合适的小波函数用以后面的数值分析。 (2)用ANSYS有限元实体建模的方式模拟裂纹的真实情况，对有一处或多处损伤的悬臂梁和简支梁进行有限元动(静)力学分析，提取后处理的位移、速度和加速度响应信号，对响应信号加以处理，之后用MATLAB小波工具箱与小波函数进行分析，提取结构损伤信息，识别结构的损伤。 (3)对桁架结构使用“梁单元+板单元”的建模方法，对模型进行瞬态动力学分析，提取结构的瞬时速度和位移响应信号，用小波方法对响应信号加以分析，识别结构的损伤位置和损伤程度。 (4)在仿真实验模型响应信号中加入不同信噪比的噪声，对经小波降噪后的信号进行小波分析，识别结构损伤。研究结果表明，小波变换的方法对桁架结构及其组成单元的简支梁、悬臂梁的早期损伤位置和程度具有识别能力，并且对于含噪音的信号同样有效。实验表明，小波变换的方法对结构局部早期损伤是敏感的，是有力可靠的结构早期损伤识别方法。
【图文】：

哥伦比亚,左翼,残骸,飞船

构损伤检测的重要性，但由于缺乏进行结构损伤识别的方法以致于造成了许多灾难性事故发生，造成了重大的人员伤亡，给社会带来了巨大的经济损失。在国内外，已有许多事故给人们带来了惨痛的教训，如图1.1和图LZ所示:1988年4月28日，美国一架波音737一200客机，，在夏威夷两万四千尺高空，外壳突然断裂，造成69人受伤和一名乘务员被甩出机外。事故是由壳体裂纹引起的。1994年10月21日，韩国汉城发生了横跨汉江的圣水大桥中央断塌50m，其中sm掉入江中，造成死亡32人，重伤17人的重大事故[lj。2002年5月25日，台湾华航的一架波音747一200客机在执行台北到香港的飞行途中

履带起重机

图1.3履带起重机结构简图Fig.1.3Sketehoferawlererane;2:配重;3:变幅系统:4:桅杆;5:吊钩;7:臂架;8:司机室;9:下车机的主要承载结构件，尤其是在大重机的整机安全性，轻重程度也给服役过程中，不可避免的存在着各和焊接时产生的气孔，在交变载荷逐步变大，进而导致零件或机构失结构的毁坏。裂纹和缺陷是造成工因素。梁结构和析架是履带起重机有损伤及裂缝存在是关系到整体履带起重机工作过程中可能会导致的损伤是非常重要的。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH21

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