信噪比對海洋平臺整體損傷檢測影響.pdf

1、在海洋平臺損傷檢測中，基于振動測試的大型結構整體無損檢測技術是國內外普遍認為較有發(fā)展前景的健康監(jiān)測技術。對于海洋平臺這種大型結構物，需要使用環(huán)境載荷下的振動響應信號進行模態(tài)識別和損傷檢測。但在實際海洋環(huán)境測試中有許多因素對模態(tài)識別和損傷檢測造成干擾，其中測量噪聲就是非常顯著的干擾因素之一。本文以一個導管架物理模型為研究對象，用信噪比表示試驗信號中噪聲的大小，并提出了損傷單元模態(tài)影響系數(shù)的概念。研究了信噪比和損傷單元模態(tài)影響系數(shù)對海洋平臺

2、損傷檢測的影響規(guī)律，主要的研究工作如下：
　　本文用信噪比作為描述測量信號或者模擬信號中噪聲的大小的指標。通過模型試驗設計可以提取出不同信噪比的加速度信號。同時發(fā)現(xiàn)對于不同的損傷位置或者不同的損傷程度的的工況，信噪比對其的影響程度是不同的。為研究這種差別，提出了損傷單元模態(tài)影響系數(shù)的概念。該系數(shù)可以用來描述不同構件對海洋平臺整體動力特性的影響程度。并設計了一系列損傷工況進行了多種損傷單元模態(tài)影響系數(shù)的模擬。然后對每種損傷工況進行損

3、傷識別，研究不同的損傷單元模態(tài)影響系數(shù)下信噪比對損傷識別的影響。
　　模型試驗分析得到的結果表明信噪比和損傷單元模態(tài)影響系數(shù)都對損傷檢測有一定的影響。當模態(tài)影響系數(shù)較大(大于5)時，用很小的信噪比數(shù)據(jù)就可以準確識別出損傷單元位置和損傷程度；當系數(shù)較小(小于0.5)時，用最大的信噪比數(shù)據(jù)也無法準確識別；當系數(shù)為臨界值(0.9-1.5)時，信噪比對結果影響較大，只有信噪比較大(大于20)時，才能準確識別損傷位置，當信噪比小到一定值(小

4、于10)時，損傷定位和損傷程度評估均無法實現(xiàn)。
　　數(shù)值仿真模擬結果表明，隨著不同工況中損傷單元模態(tài)影響系數(shù)的減小，準確的損傷識別所需要的信噪比的值響應增大。顯示的規(guī)律和物理模型試驗的結果相同。但數(shù)值仿真中損傷單元模態(tài)影響系數(shù)與臨界信噪比的關系與試驗結果差距較大，無法提供定量的參考。
　　基于本文提出的概念和分析方法，在實際海洋平臺損傷檢測中，可以通過采集的結構的關鍵節(jié)點處的加速度信號估算信噪比值，并根據(jù)模態(tài)識別得到的頻率計