评估法兰结构螺栓松动的改进损伤指标研究

基于压电阻抗法的采用统计学参数作为损伤指标评估螺栓松动的方法有着广泛的应用,然而采用该方法的试验对象多数为实验室条件下的板等结构,并非真实结构。因此,针对真实的法兰结构,这些损伤指标是否适用、是否需要改进仍需进一步研究。通过实验,得出不同损伤指标与法兰结构螺栓松动之间的规律:螺栓松动的程度越大位置越近,均方根偏差(RMSD)、平均绝对百分比偏差(MAPD)、相关系数差(CCD)的值越大,而指标Ry/Rx因无显著规律不适合作为评估法兰结构螺栓松动的损伤指标。通过对比结果发现:结构差异对前3个损伤指标均有不同程度的影响,改进后的损伤指标均方根变化率(RMSCR)只与法兰结构螺栓松动的位置和程度有关,受结构差异影响小。因此,RMSCR具有重要实践意义:当任一压电片损坏时只需更换为同型号的压电片即可,无需更新损伤指标库。通过实验验证了上述结果的正确性与基于RMSCR的法兰结构螺栓松动检测方法的适用性。

结构损伤识别的广义均布载荷面法

针对多数情况下受损结构的损伤前参数无法获得,且实际中结构高阶模态较难获取的问题,从理论上推导并提出广义均布载荷面的损伤识别方法。分别构建广义均布载荷面曲率和基于最小二乘多项式拟合广义均布载荷面曲率的损伤指标。以两端固支的T型简支梁为例,数值分析和对比柔度曲率、均布载荷面曲率、广义均布载荷面曲率和基于最小二乘多项式拟合广义均布载荷面曲率四种指标的损伤识别效果,结果表明:上述四种指标均只需低阶模态参数就可识别出损伤,但后三种指标的识别效果优于第一种;广义均布载荷面曲率指标比均布载荷面曲率指标截断误差小,并具有一定的抗噪性;只有基于最小二乘多项式拟合广义均布载荷面曲率指标只需结构损伤后的参数,更具有实际应用价值。