本文關(guān)鍵詞：基于振動響應(yīng)信號的導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)損傷診斷可行性研究

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【摘要】：我國目前在役的海洋平臺主要類型為導(dǎo)管架平臺，其中導(dǎo)管架平臺主要分布在水深30m左右的渤海海灣。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的導(dǎo)管架平臺相關(guān)技術(shù)已近很成熟，有一整套的建造、安裝、采油、運(yùn)維理論。但是隨著渤海海域的導(dǎo)管架平臺進(jìn)入服役晚期，很多平臺每年都需要做定期維護(hù)工作，其中就包括導(dǎo)管架平臺的損傷診斷識別研究，目前國內(nèi)導(dǎo)管架平臺的損傷識別還處于試驗(yàn)研究階段。因此，導(dǎo)管架平臺的損傷識別是平臺運(yùn)維的重要內(nèi)容，也是目前國內(nèi)外研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本文就是針對以上實(shí)際情況，結(jié)合以往的研究結(jié)果，對導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)的損傷識別進(jìn)行了研究。 首先，本文使用ANSYS有限元模型建立八樁腿導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)的有限元模型，，通過P-M譜確定導(dǎo)管架受到的環(huán)境載荷，利用瞬態(tài)動力分析得到導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)關(guān)鍵測點(diǎn)的振動響應(yīng)時(shí)程。接著，介紹了結(jié)構(gòu)頻域和時(shí)域下模態(tài)參數(shù)識別的方法以及隨機(jī)減量法，利用隨機(jī)減量法處理關(guān)鍵測點(diǎn)的振動響應(yīng)信號，從而得到結(jié)構(gòu)的自由振動響應(yīng)信號。最后，利用MATLAB數(shù)值分析軟件，基于頻域下的傅里葉變換和時(shí)域下的ITD法、復(fù)指數(shù)法處理導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)的自由振動響應(yīng)信號，得到結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，從而確定結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損壞。 本文的研究內(nèi)容為正在服役的導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)損傷診斷的識別提供了一定的理論依據(jù)，對平臺的安全服役有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【關(guān)鍵詞】：振動響應(yīng)信號 隨機(jī)減量法 ITD 復(fù)指數(shù)法 MATLAB 模態(tài)參數(shù) 損傷識別
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U674.381
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 研究背景7-8
• 1.2 導(dǎo)管架平臺的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)8-9
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展9-11
• 1.3.1 導(dǎo)管架平臺動力分析研究動態(tài)10-11
• 1.3.2 導(dǎo)管架平臺損傷診斷研究動態(tài)11
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容11-13
• 第二章 傅里葉變換13-19
• 2.1 傳統(tǒng)傅里葉變換13-14
• 2.2 快速傅里葉變換14-18
• 2.3 小結(jié)18-19
• 第三章 隨機(jī)波浪的譜特征19-31
• 3.1 波浪譜19-20
• 3.2 P-M 譜（經(jīng)驗(yàn)公式）20-22
• 3.3 波高與波浪譜的關(guān)系22-25
• 3.4 隨機(jī)波頻率的確定25-27
• 3.5 環(huán)境載荷計(jì)算結(jié)果27-30
• 3.6 小結(jié)30-31
• 第四章 模態(tài)參數(shù)的識別方法31-51
• 4.1 函數(shù)的定義31-32
• 4.1.1 自功率譜密度函數(shù)31-32
• 4.1.2 互功率譜密度函數(shù)32
• 4.1.3 頻率響應(yīng)函數(shù)（頻響函數(shù)）32
• 4.2 模態(tài)參數(shù)識別的輸入數(shù)據(jù)32-41
• 4.2.1 自由振動響應(yīng)33-34
• 4.2.2 隨機(jī)減量法34-38
• 4.2.3 實(shí)測互相關(guān)函數(shù)38-41
• 4.3 模態(tài)參數(shù)的頻域識別方法41-42
• 4.4 模態(tài)參數(shù)的時(shí)域識別方法42-51
• 4.4.1 ITD 法43-46
• 4.4.2 復(fù)指數(shù)法46-51
• 第五章 導(dǎo)管架平臺動力分析51-65
• 5.1 計(jì)算程序介紹51-52
• 5.2 導(dǎo)管架平臺有限元模型52-56
• 5.2.1 環(huán)境條件52-53
• 5.2.2 導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)和構(gòu)件尺寸53-55
• 5.2.3 導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)有限元模型55-56
• 5.3 導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)靜力分析（Static Analysis）56-57
• 5.4 導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析57-59
• 5.5 導(dǎo)管架平臺瞬態(tài)動力分析59-64
• 5.5.1 測點(diǎn)位置的選取59-64
• 5.6 小結(jié)64-65
• 第六章 導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)損傷診斷數(shù)值分析65-99
• 6.1 基于傅里葉變換的損傷識別65-75
• 6.2 基于隨機(jī)減量法的損傷識別（MATLAB）75-91
• 6.2.1 隨機(jī)減量法計(jì)算結(jié)果（RD）75-77
• 6.2.2 模態(tài)識別計(jì)算結(jié)果77-91
• 6.2.2.1 ITD 法損傷識別結(jié)果77-84
• 6.2.2.2 復(fù)指數(shù)法損傷識別結(jié)果84-91
• 6.3 模態(tài)參數(shù)識別精度分析91-98
• 6.4 小結(jié)98-99
• 第七章 結(jié)論99-100
• 參考文獻(xiàn)100-103
• 發(fā)表論文和科研情況說明103-104
• 致謝104

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1019554