[发明专利]一种输电塔局部连接松动识别方法及装置

说明书

本发明提供了一种输电塔局部连接松动识别方法及装置，该方法包括：根据输电塔在发生局部松动前后的振型和固有频率计算输电塔在发生局部松动前后的柔度矩阵，柔度矩阵包含输电塔各个测量点的所有柔度系数；计算各个测量点的损伤指标，损伤指标等于各个测量点在发生局部松动后的最大柔度系数变化量对应除以各个测量点在发生局部松动前的最大柔度系数；放大各个损伤指标，并计算各个放大后的损伤指标所占的比例，将最大比例对应的测量点确定为输电塔局部松动位置。

技术领域

本发明涉及输电塔领域，尤其涉及一种输电塔局部连接松动识别方法及装置。

背景技术

输电塔结构常采用角钢-螺栓连接的方式进行安装。因此，在长期服役过程中，无可避免地会发生结构松动故障。当故障损伤发生时，结构的整体振动特性必然会发生改变。因此，准确识别输电塔结构的局部松动故障，是保障结构长期服役安全可靠的关键技术。

在实际结构健康监测中，由于振型和频率能够直接由模态测试直接获得，并且由于其空间分布特性，因此在损伤故障定位应用领域得到了广泛的研究。但仅依靠频率和振型难以满足工程实际中对于识别精度和灵敏度的要求。由于输电塔结构主要应用于环境较为复杂的环境中，使得针对该结构的健康监测问题的许多关键技术从理论到实际应用还存在诸多不足。因此，发展一种能够准确、高灵敏度的故障识别方法成为了输电安全运行的关键技术。

发明内容

本发明实施例提供了一种输电塔局部连接松动识别方法及装置，能够对输电塔结构进行故障监测和诊断。

根据本发明的一个方面，提供一种输电塔局部连接松动识别方法，包括：

根据输电塔在发生局部松动前后的振型和固有频率计算输电塔在发生局部松动前后的柔度矩阵，所述柔度矩阵包含输电塔各个测量点的所有柔度系数；

计算各个所述测量点的损伤指标，所述损伤指标等于各个所述测量点在发生局部松动后的最大柔度系数变化量对应除以各个所述测量点在发生局部松动前的最大柔度系数；

放大各个所述损伤指标，并计算各个放大后的所述损伤指标所占的比例，将最大比例对应的所述测量点确定为输电塔局部松动位置。

优选地，所述根据输电塔在发生局部松动前后的振型和固有频率计算输电塔在发生局部松动前后的柔度矩阵，所述柔度矩阵包含输电塔各个测量点的柔度之前还包括：

确定输电塔各个所述测量点，通过模态试验测试输电塔在发生局部松动前后的加速度响应，再通过模态识别对所述加速度响应进行计算得到输电塔在发生局部松动前后的各阶振型和各阶固有频率。

优选地，所述根据输电塔在发生局部松动前后的振型和固有频率计算输电塔在发生局部松动前后的柔度矩阵具体为：

根据输电塔在发生局部松动前后的低阶振型和低阶固有频率计算输电塔在发生局部松动前后的柔度矩阵。

优选地，所述放大各个所述损伤指标，并计算各个放大后的所述损伤指标所占的比例具体为：

计算各个所述损伤指标的导数，并计算各个所述损伤指标对应的导数所占的比例。

优选地，各个所述损伤指标的导数为各个所述损伤指标的一阶导数。

优选地，各个所述损伤指标的一阶导数的计算公式为：

式中，δ_j为第j个测试点的损伤指标。

根据本发明的另一方面，提供一种输电塔局部连接松动识别装置，包括：

第二计算模块，用于根据输电塔在发生局部松动前后的振型和固有频率计算输电塔在发生局部松动前后的柔度矩阵，所述柔度矩阵包含输电塔各个测量点的所有柔度系数；