[发明专利]基于模态挠度法的起重机静挠度评估方法

权利要求书

1.一种基于模态挠度法的起重机静挠度评估方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，建立桥式起重机有限元模型；

步骤二，根据步骤一中建立的有限元模型，对其进行模态计算分析，得到相应的模态振型数据，并输出该模型的质量矩阵M；

步骤三，设计起重机结构模态测试方案，包括设计测点位置、传感器选型，设置各项测试参数，对所述起重机进行静挠度测试；

步骤四，采用Guyan缩聚法对检测数据进行归一化处理；

步骤五，计算模态挠度。

2.根据权利要求1所述的一种基于模态挠度法的起重机静挠度评估方法，其特征在于，所述步骤三具体为：所述测试方案中包括在起重机上布置5个及以上的测点位置、传感器类型为加速度传感器、测试方向为垂向、设定测试频段为预估的模态频率2倍、信号采样分辨率为不低于所要采集模态频段上限的2.56倍，后对测试数据进行分析，准确识别出起重机结构的模态频率、模态振型信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于模态挠度法的起重机静挠度评估方法，其特征在于，所述步骤四具体为：

步骤4.1，根据试验模态振型Φ_E＝[φ_E1,φ_E2,…,φ_EN]，对于步骤二中得到的模态振型数据，根据试验模态振型阶数取相应数量的振型，获得与其相匹配的有限元模型的计算模态振型Φ_A＝[φ_A1,φ_A2,…,φ_AN]，其中，Φ_E和Φ_A分别是试验模态总振型和计算模态总振型，φ_E1,φ_E2,…,φ_EN是各阶试验模态振型，φ_A1,φ_A2,…,φ_AN是各阶计算模态振型，N是模态振型阶数；

在Φ_A中取出步骤三中测点布置位置和方向对应的振型数据组成计算模态振型把步骤二中获得的质量矩阵M缩聚到测试自由度上，得到缩聚后的质量矩阵M^*；

步骤4.2，由试验模态振型Φ_E＝[φ_E1,φ_E2,…,φ_EN]和计算模态振型分别计算各阶计算模态质量矩阵m_Ai和各阶试验模态质量矩阵m_Ei，其中，

步骤4.3，计算各阶试验模态振型φ_Ei的质量归一化因子α_i，i＝1,2,…,N，其中，

设φ_i＝α_iφ_Ei，则由(1)和(2)式，

比较(2)式和(3)式，认为试验模态振型φ_i已质量归一化，质量归一化的试验模态振型φ_i＝α_iφ_Ei，i＝1,2,…,N。

4.根据权利要求1所述的一种基于模态挠度法的起重机静挠度评估方法，其特征在于，所述步骤五具体为：

根据步骤四得到的质量归一化试验模态振型计算模态柔度矩阵

其中，Φ＝[φ₁,φ₂,…,φ_N]为质量归一化的试验模态振型矩阵，φ_i为第i阶质量归一化振型，为模态频率对角矩阵，ω_i为第i阶模态频率，N为该结构的总自由度数；由模态柔度矩阵D和起重机的实际负载重量f即可求得模态挠度d＝Df，即静挠度的近似值，从而对起重机结构进行静挠度评估。

5.根据权利要求1所述的基于模态挠度法的起重机静挠度评估方法，其特征在于，所述的步骤二中得到的质量矩阵为起重机结构垂向自由度对应的质量矩阵。

6.根据权利要求1所述的基于模态挠度法的起重机静挠度评估方法，其特征在于，所述的步骤四中质量矩阵M缩聚得到M^*的方法为Guyan缩聚法。