基于时间序列参数图形化的塔式起重机塔身钢结构损伤辨识方法研究

为实现对塔式起重机塔身状态的快速辨识,文中提出一种基于时间序列参数图形化的塔式起重机塔身钢结构损伤辨识方法。该方法利用QTZ40塔式起重机的仿真模型获得空载下塔身完好状态和不同损伤位置组合状态下的顶端位移数据。以塔身完好状态下的数据进行时间序列分析,建立完好状态的自回归模型;以塔身待检测状态下的数据建立待检测状态的自回归模型;选取塔身各状态在X轴方向和Y轴方向上的自回归模型前3阶参数作为提取的特征值构建特征三角形;以完好状态三角形面积作为参考值建立安全区间;以待检测状态三角形面积作为损伤辨识值对塔身钢结构进行损伤辨识。该方法的优点在于利用较少的参数进行图形化,以图形面积反映监测数据中所蕴含的信息并优化传感器的数量,只需在塔身顶端布置极少的传感器即可实现塔身状态的快速辨识。同时,通过塔式起重机塔身刚度物理实验台验证了该方法的有效性。

塔式起重机塔身钢结构不同损伤部位特征研究

塔式起重机结构复杂,维护过程中经常需要排查损伤部位。其结构中塔身经常发生损伤,快速定位塔身损伤部位对于塔机结构维护具有重要意义。基于此提出一种能够判断塔机塔身不同损伤部位的方法。利用QTZ40塔机仿真模型,以单主肢损伤、相邻双主肢损伤等不同主肢损伤组合状态为例进行分析,得到不同主肢损伤状态的仿真数据,对得到的仿真数据和采集的实验数据进行降维处理。以仿真数据为判断依据,分别计算出不同主肢损伤状态下实验数据与仿真数据差值,建立差值研究平面。利用基于KNN(KNearestNeighbors)思想的最近距离法来判断不同损伤主肢状态,以在研究平面中距离原点最近的仿真数据对应的损伤状态为实验数据的损伤状态。利用此方法可以快速、便捷判断塔机塔身的损伤部位。

基于特征映射平面的塔机塔身钢结构损伤快速识别方法

为有效地提高塔机运行状态在线监测效率,提出一种塔机塔身损伤状态快速判别方法。构建塔身不同损伤位置组合状态下的塔机结构,并采集恒定载荷工况各损伤状态下的塔机回转一周时的塔身顶端空间位置数据集;将空间位置数据进行3个弦函数和拟合,提取拟合得到的正弦函数的幅值、频率、相位等特征向量集;将各损伤状态在x轴和y轴方向上拟合的特征向量集作为三角形顶点构建特征平面集,并以完好状态下的特征平面作为参考平面,计算其他平面与参考平面在两坐标轴方向的夹角;采用夹角值作为损伤状态评判依据,并将各状态对应的夹角值映射到平面内,对损伤结果进行可视化处理。采用该方法对塔机实体模型和物理模型状态数据进行分析,验证了该算法在塔机塔身损伤状态识别上的快速、有效性。

塔身标准节连接螺栓组松动行为宏观表征研究

塔式起重机塔身标准节连接螺栓松动是其发生安全事故的重要原因之一,文中以标准节连接螺栓组预紧力的变化为研究对象,采用有限元软件Ansys建立两节塔身标准节实体单元模型,在探究单螺栓预紧力变化宏观表征的基础之上,通过改变塔身不同位置标准节连接螺栓组的预紧力模拟连接螺栓组松动行为,获取预紧力变化后标准节主肢的宏观表征,即主肢特征点位移变化规律,进一步探究了连接螺栓组预紧力变化宏观表征,为后期根据宏观表征定性判断塔身结构损伤部位打下基础。