基于改进HVD的井架钢结构损伤识别方法研究
发布时间：2020-12-26 15:21
大型井架钢结构被广泛应用于各行各业中,并且通常情况下所处环境较为复杂。在长时间户外服役过程中,各结构易出现不同程度的损伤,进而导致其安全性的下降,易造成大量人员及财产损失。因此研究在噪声环境中不同载荷作用下的井架钢结构响应信号,提出了两种井架钢结构损伤识别方法:一是基于希尔伯特振动分解(Hilbert Vibration Decomposition,HVD)边际谱熵相对曲率的损伤识别方法,二是基于固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)瞬时幅值方差曲率值的损伤识别方法。并且通过仿真信号与实验室测试信号验证了方法的有效性。首先,研究了钢结构损伤识别所需的相关参数,对实验室模型进行了ANSYS有限元分析,得出了井架钢结构的动态特征参数,为后续井架钢结构的信号特征提取提供了验证依据。其次,根据HVD的相关概念和理论,分析了HVD分解过程中产生端点效应的原因。利用支持向量机和解析模态分解相结合的方法改善了HVD端点效应问题。采用了基于改进HVD的井架钢结构信号特征提取方法。将HVD边际谱熵相对曲率值和IMF瞬时幅值方差曲率值作为损伤指标,分析了两种方法在不同载荷作...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
ZJ70井架钢结构实验模型实物图
第2章井架钢结构有限元模型的建立与分析-11-(1)模型建立过程中仅考虑井架主体结构，忽略井架的扶梯、天车台、操作台、指梁等附属机构对井架的影响；(2)将每部分的质量集中分配在相应的节点上。(3)假设井架钢结构各杆件之间连接完好，处于无损伤状态；(4)井架与地面的连接节点处于全约束状态。依据上文中对模型的简化与假设条件建立如图2-3所示ZJ70型井架钢结构有限元模型。图2-3ZJ70井架钢结构ANSYS有限元模型在ANSYS中根据图2-1所示建模流程图进行如下操作，从而获得用于有限元分析的数值模型。(1)建立模型：ZJ70型井架模型高约3m，根据实验室井架钢结构模型的图纸，建立ZJ70型井架钢结构的模型，其中井架钢结构的主要截面属性如表2-1所示。
燕山大学工程硕士学位论文-14-c)第三阶振型d)第四阶振型图2-4ZJ70型井架钢结构有限元模型前四阶振型表2-3ZJ70井架钢结构有限元模型前四阶固有频率振型阶数频率(Hz)117.53218.03338.67477.30
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模态参数灵敏度分析的结构损伤识别研究[J]. 闫天红,王凤山,姜民政,周国强. 机械设计. 2019(12)
[2]基于Hilbert-Huang变换提取语音信号共振峰方法研究[J]. 李国一,张正帅. 智能城市. 2019(20)
[3]海洋钻修机井架安全承载实时监测预警系统研发与应用[J]. 吕涛,徐长航,陈国明,刘红兵,梁学滔,刘飞. 中国海上油气. 2019(05)
[4]基于HHT算法与主轴功率信号的刀具磨损状态在线监测[J]. 桂宇飞,官威,陈标,沈彬. 机械设计与研究. 2019(05)
[5]电力系统谐波检测方法综述[J]. 陈和洋,吴文宣,郑文迪,晁武杰,唐志军. 电气技术. 2019(09)
[6]基于改进HHT的脉搏信号分析方法[J]. 况雪,李智,王勇军,张绍荣. 计算机工程. 2019(09)
[7]基于固有频率的梁结构疲劳损伤演化规律[J]. 卫军,杜永潇. 中南大学学报(自然科学版). 2019(08)
[8]基于索力模型修正的斜拉桥主梁损伤识别与验证[J]. 熊文,鲁圣弟,席进,韦国志,端木详永. 东南大学学报(自然科学版). 2019(03)
[9]一种从受迫振动响应提取动力学参数方法的仿真分析[J]. 魏玉淼,张志利,常振军,赵军阳,李向阳. 系统仿真学报. 2019(04)
[10]基于模态柔度参数的连续梁桥损伤识别方法[J]. 申林,李万恒,赵尚传. 吉林大学学报(工学版). 2019(01)
博士论文
[1]基于动力测试的桥梁损伤识别研究[D]. 尚鑫.长安大学 2014
硕士论文
[1]基于EMD和小波变换的结构损伤识别方法研究[D]. 石万.郑州大学 2019
[2]基于支持向量机的桥梁损伤识别研究[D]. 安平和.长安大学 2019
本文编号：2939956
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
ZJ70井架钢结构实验模型实物图
第2章井架钢结构有限元模型的建立与分析-11-(1)模型建立过程中仅考虑井架主体结构，忽略井架的扶梯、天车台、操作台、指梁等附属机构对井架的影响；(2)将每部分的质量集中分配在相应的节点上。(3)假设井架钢结构各杆件之间连接完好，处于无损伤状态；(4)井架与地面的连接节点处于全约束状态。依据上文中对模型的简化与假设条件建立如图2-3所示ZJ70型井架钢结构有限元模型。图2-3ZJ70井架钢结构ANSYS有限元模型在ANSYS中根据图2-1所示建模流程图进行如下操作，从而获得用于有限元分析的数值模型。(1)建立模型：ZJ70型井架模型高约3m，根据实验室井架钢结构模型的图纸，建立ZJ70型井架钢结构的模型，其中井架钢结构的主要截面属性如表2-1所示。
燕山大学工程硕士学位论文-14-c)第三阶振型d)第四阶振型图2-4ZJ70型井架钢结构有限元模型前四阶振型表2-3ZJ70井架钢结构有限元模型前四阶固有频率振型阶数频率(Hz)117.53218.03338.67477.30
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模态参数灵敏度分析的结构损伤识别研究[J]. 闫天红,王凤山,姜民政,周国强. 机械设计. 2019(12)
[2]基于Hilbert-Huang变换提取语音信号共振峰方法研究[J]. 李国一,张正帅. 智能城市. 2019(20)
[3]海洋钻修机井架安全承载实时监测预警系统研发与应用[J]. 吕涛,徐长航,陈国明,刘红兵,梁学滔,刘飞. 中国海上油气. 2019(05)
[4]基于HHT算法与主轴功率信号的刀具磨损状态在线监测[J]. 桂宇飞,官威,陈标,沈彬. 机械设计与研究. 2019(05)
[5]电力系统谐波检测方法综述[J]. 陈和洋,吴文宣,郑文迪,晁武杰,唐志军. 电气技术. 2019(09)
[6]基于改进HHT的脉搏信号分析方法[J]. 况雪,李智,王勇军,张绍荣. 计算机工程. 2019(09)
[7]基于固有频率的梁结构疲劳损伤演化规律[J]. 卫军,杜永潇. 中南大学学报(自然科学版). 2019(08)
[8]基于索力模型修正的斜拉桥主梁损伤识别与验证[J]. 熊文,鲁圣弟,席进,韦国志,端木详永. 东南大学学报(自然科学版). 2019(03)
[9]一种从受迫振动响应提取动力学参数方法的仿真分析[J]. 魏玉淼,张志利,常振军,赵军阳,李向阳. 系统仿真学报. 2019(04)
[10]基于模态柔度参数的连续梁桥损伤识别方法[J]. 申林,李万恒,赵尚传. 吉林大学学报(工学版). 2019(01)
博士论文
[1]基于动力测试的桥梁损伤识别研究[D]. 尚鑫.长安大学 2014
硕士论文
[1]基于EMD和小波变换的结构损伤识别方法研究[D]. 石万.郑州大学 2019
[2]基于支持向量机的桥梁损伤识别研究[D]. 安平和.长安大学 2019
本文编号：2939956
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