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输电塔法兰联接节点螺栓脱落损伤诊断的试验研究

梅波勇  
【摘要】: 输电铁塔是一类应用广泛的高耸塔架结构型式。输电线路工程是重要的生命线工程,而输电塔是其重要组成部分。钢管塔是输电塔中常用的一类结构形式,在这类结构中,钢管主要通过法兰螺栓和焊接联接。由于螺栓和焊缝在长期的风荷载引起的结构振动中会产生松动或裂缝,如不及时发现,则会进一步造成损伤的扩展,在强风作用下甚至会引起结构的倒塌,因此及时进行结构节点损伤的诊断是十分必要的。目前,利用大型结构损伤诊断进行人工激励,操作成本和难度均比较大,基于此,本文进行了输电塔结构的实验室地震谐波响应研究,并结合虚拟仪器显示出损伤诊断的结果,为实现输电铁塔的损伤诊断与健康监测工作做了铺垫。本文的主要工作如下: 1、从前人的研究可看出,螺栓松动可以等效为螺栓联结构件的刚度折减。本文在把螺栓松动损伤等效为法兰联结处等效杆件刚度下降的基础上,通过优化等效的方法建立了有螺栓松动损伤的输电塔损伤简化等效模型。 2、本文通过振动台模型在谐波荷载下的试验,提取了与外荷载大小无关但对结构损伤敏感的特征量,借助于噪声抑制能力强且对突变信号敏感的小波变换方法对输电塔螺栓脱落损伤的位置进行了有效的识别。 3、本文通过信号采集系统实时采集输电塔振动台模型在振动过程中的数据,通过数据传输,在建立的虚拟仪器界面上显示出损伤位置。并运用MATLAB对采集到的数据进行分析比较,证明了这一损伤识别方法的可行性。 4、本文通过对输电塔结构的实验室地震谐波试验研究,就螺栓松动损伤诊断及健康监测得出了相关结论,为后续的输电塔法兰联接节点螺栓松动损伤诊断研究作了准备。


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