[发明专利]复杂边界条件下基于未知减振器支撑刚度的索力测试方法

权利要求书

1.一种复杂边界条件下基于未知减振器支撑刚度的索力测试方法，其特征在于，所述的索力测试方法包括以下步骤：

S1、建立带减振装置拉索的模型，得到不同减振装置支撑刚度下的索力频率关系；

S2、振动传感器绑扎在拉索上，对振动信号进行频域分析，通过拾取频谱图各阶峰值频率得到拉索的各阶自振频率；

S3、通过一定长度的拉索，实测前三阶频率识别减振装置支撑刚度；其中，所述的步骤S3过程如下：

根据现场实测的前三阶频率与不同支撑刚度下的有限元频率进行残差平方和计算，使用有效长度法计算拉索索力范围，以刚度为0计算索力S₁，刚度为无穷大计算索力S₂，索力在S₁～S₂范围分成30次，绘制不同ln(K)下的一阶频率、二阶频率、三阶频率表，实测的前三阶频率与有限元频率的残差平方和最小即为识别的减振装置支撑刚度；

带减振装置的拉索在承受轴向拉力S时得到唯一的频率值ω，频率值与拉索参数关系如式(1)，即E(ω)＝0，

E(ω|EI,m,l,S,l₁,Ks)＝β₀+β₁EI+β₂m+β₃l+β₄S+β₅K_s+β₆l₁ (1)

其中，EI为抗弯刚度，l₁为减震装置高度，S为索力，β₀为系数，m为线密度，Ks为减震装置支撑刚度，l为拉索长；

找到与实测基频相等的理论频率ω_ja1，再根据式(2)找到其他阶数频率，在给定的支承刚度下，基频与其他阶数频率存在一定的非线性关系，关系如式(2)：

ω_ja1＝γ·ω_jai (2)

γ为基频与其余阶频率的关系，ω_jai为在Sj索力下支撑刚度为Ka的第i阶频率，i，j＝1,2,3，……，n；

计算实测多阶频率与理论多阶频率的差值平方和Q，计算公式如式(3)：

ω_i为实测第i阶频率，Q_a为实测多阶频率与减震装置支承刚度为K_a时有限元计算频率的差值平方和，Q_b为实测多阶频率与减震装置支承刚度为K_b时有限元计算频率的差值平方和，Q_n为实测多阶频率与减震装置支承刚度为K_n时有限元计算频率的差值平方和；

比较不同支撑刚度下的Q值，找出其中最小值Q_j，再对应Q_j相对应的支承刚度K_j，K_j即是实测频率最接近理论频率的支撑刚度，如式(4)所示：

K_j＝f(min{Q_a,Q_b,…Q_n}) (4)；

S4、在确定的支撑刚度下计算不同拉索在不同索力下的索力频率关系；

S5、通过插值原理由实测频率确定实测索力。

2.根据权利要求1所述的复杂边界条件下基于未知减振器支撑刚度的索力测试方法，其特征在于，所述的步骤S1中，利用有限元软件ANSYS建立带减振装置拉索的模型，通过循环命令得到不同减振装置支撑刚度下的索力频率关系；

所述的步骤S4中，在确定的支撑刚度下由有限元软件ANSYS计算不同拉索在不同索力下的索力频率关系。