复杂承载钢结构模态参数识别与综合性能评价.pdfVIP

第 25卷 第 2期 应 用 力 学 学 报 Vo1．25 NO．2 2008年 6月 CHINESEJOURNALOFAPPLIED MECHANICS Jun．2008 文章编号 2008)02—0678—05 复杂承载钢结构模态参数识别与综合性能评价 李子丰 韩东颖 周 国强。 (燕 山大学 066004 秦皇岛) (大庆石油学院秦皇 岛分院 066004 秦皇岛) 摘要 ：提 出了根据动力特性试验识别结构的模态参数 ，运用优化算法修改动力有限元模型，进而评 价复杂承载钢结构综合性能的方法。针对复杂承载钢结构的结构特点和激振形式，推导了模态参 数识别公式；介绍了有限元模型动力修正的一阶有哪些信誉好的足球投注网站优化算法。利用近似平稳随机激励 ，对井架钢 结构进行了现场模态试验 ，识别出前三阶固有频率和前二阶振型，分析 了该结构的实际运行状况。 仅依据前二阶固有频率，应用一阶有哪些信誉好的足球投注网站的优化算法，对动力有限元模型进行 了修正，重分析表明：该 修正模型实现了前三阶 固有频率和应力特征的精确反演，能够用于进一步的静 、动力分析和综合性 能评价 。 关键词：承载钢结构；模态参数 ；综合性能；有限元模型；优化 ；评价 中图分类号：0327；TB123 文献标识码 ： A 题的复杂性 ，可利用的试验信息量少 ，有限元模型自 1 引 言 由度数远远多于试验可测的 自由度数等原因，尽管 国内外发表 了大量的有关有限元模型修正的文 复杂承载钢结构在石油、采矿、地质勘察、建筑 章^2 ，但离实际应用尚有差距。 等众多工程领域应用广泛。以往对承载钢结构的评 本文采用一阶有哪些信誉好的足球投注网站优化方法l。。]，利用结构试验 价主要以应力应变测试为主，辅以结构变形测量 、腐 测得的部分固有频率，对有限元模型进行修正，并应 蚀测厚、焊缝探伤等一套综合测试方法。这种方法 用该模型对高阶频率和应力进行 了预测 ，预测结果 的测量结果直接且较为可靠 ，但由于构件多，测试工 取得了令人满意的效果 ，说 明了该方法的可行性和 作量大 ，其中一些隐蔽部分无法量测，而且还需多方 有效性 。能够用于承载钢结构综合性能的预测。为 面协作 ，因此，这种检测方法存在应用条件限制和工 复杂承载钢结构的损伤识别和安全监测提供了一条 作效率相对较低的缺点。结构动力检测方法不受结 有效的途径 。 构规模和隐蔽的限制 ，只要在可达到的结构位置安 装动力响应传感器 即可。高效模块化、数字化的结 2 模态参数识别 构动力响应量测技术和 日益成熟的有限元分析软件 给大型复杂结构动力检测方法 提供了坚实有效的 复杂承载钢结构属于典型的多 自由度结构体 技术支持。建立一个满足工程精度要求，反映结构 系 ，该体系的强迫振动方程嘲为 力学特征的有限元模型是对承载钢结构进行健康监 十 +Ky一 ，(￡) (1) 测、损伤识别和状态评估中的关键一步。但 由于问 式中：M、C、K分别为结构的质量矩阵、阻尼矩阵和 * 基金项 目：中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项 目(o3B2o9ooo) 来稿 日期 ：2006—07—14 修 回日期 ：2007—03—28 第一作者简介：李子丰 ，男 ．1962年生，燕 IIJ大学车辆 与能源学 院，教授；研究方向一…油气井杆管柱力学和振动测试 。E—mail：zfli@ ysu．edu．cn 第 2期 李子丰，等：复杂承载钢