[发明专利]一种基于磁记忆信号的拉索结构损伤位置及范围确定方法

说明书

本发明公开了一种基于磁记忆信号的拉索结构损伤位置及范围确定方法，包括如下步骤：沿目标拉索轴向方向进行磁感应信号采集，取轴向磁感应信号最大值的位置为轴向损伤位置；基于目标拉索环向磁感应信号计算目标拉索损伤程度评价指标集；取目标拉索损伤程度评价指标集中最大的目标拉索损伤程度评价指标对应的环向位置为环向损伤位置，计算目标拉索损伤程度评价指标差值；获取拉索损伤程度评价指标差值与环向损伤范围的对应关系，将目标拉索损伤程度评价指标差值带入所述对应关系，得到目标拉索的环向损伤范围。本发明能够精确的判断拉索结构损伤的位置及损伤范围。

技术领域

本发明涉及桥梁拉索结构损伤评估领域，具体为一种基于磁记忆信号的拉索结构损伤位置及范围确定方法。

背景技术

拉索是斜拉桥的重要组成部分，能够将斜拉桥桥跨结构的恒载和荷载的绝大部分或全部传递到塔柱上，是斜拉桥的主要承重结构，也是斜拉桥的生命索，其结构性能将直接影响桥梁安全和使用寿命。然而，由于斜拉索长期承受交变载荷并暴露于自然环境中，特别是大气污染严重地区、水污染严重地区、海滨及海洋环境，索体极易遭受环境腐蚀，从而威胁着整个拉索系统的安全。因此，对拉索结构进行损伤程度评价具有重大科学意义。

“金属磁记忆技术”(MMM)就是其中一类无损检测方法，受到了国内外学术界的广泛关注，并在石油、化工、电力、航空、航天等领域得到了重要应用。该技术的原理表明，一旦材料或结构表面出现缺陷或应力集中时，附近磁场的切向分量出现极值，而法向分量过零点且左右符号发生变化。目前，无论是针对钢筋、钢绞线，还是钢丝等铁磁性的材料，结合大量的理论研究和试验研究，研究者们能够利用该技术的原理对结构损伤位置进行较为准确的判断。但当应用于拉索结构时，该技术仍有改进之处，因为拉索的索体结构是由多根钢丝或钢绞线组合而成的，结构具有一定尺寸且不容忽视，属于三维空间问题。由于损伤位置产生的漏磁场存在一定的影响范围，而现有技术仅仅依靠沿拉索长度方向进行扫描获得的数据进行定位，不足以准确的判断其损伤位置，且不能判断损伤的范围。

因此，如何提供一种新的拉索结构损伤定位方法，精确的判断拉索结构损伤的位置且实现损伤范围的确定，成为了本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明实际需要解决的问题是：如何精确的判断拉索结构损伤的位置且实现损伤范围的确定。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于磁记忆信号的拉索结构损伤位置及范围确定方法，包括如下步骤：

S1、沿目标拉索轴向方向进行磁感应信号采集，确定轴向磁感应信号最大值的位置，取轴向磁感应信号最大值的位置为轴向损伤位置；

S2、在目标拉索的轴向磁感应信号最大值的位置对目标拉索进行环向磁感应信号采集，基于采集的目标拉索环向磁感应信号计算目标拉索损伤程度评价指标集并记录各目标拉索损伤程度评价指标的环向位置，k为目标拉索损伤程度评价指标的数量，损伤程度评价指标的值越大表明拉索结构腐蚀损伤程度越严重；

S3、取目标拉索损伤程度评价指标集中最大的目标拉索损伤程度评价指标对应的环向位置为环向损伤位置，计算目标拉索损伤程度评价指标差值Δλ，Δλ为目标拉索损伤程度评价指标集中最大的目标拉索损伤程度评价指标与最小的目标拉索损伤程度评价指标的差；

S4、获取拉索损伤程度评价指标差值与环向损伤范围的对应关系，将目标拉索损伤程度评价指标差值Δλ带入所述对应关系，得到目标拉索的环向损伤范围Δθ；

S5、将轴向损伤位置、环向损伤位置及环向损伤范围Δθ作为目标拉索的损伤位置及损伤范围信息，完成目标拉索的损伤位置及损伤范围的确定。