[发明专利]基于时域模型修正的海上风机土结相互作用状态识别方法

说明书

本发明公开了一种基于时域模型修正的海上风机土结相互作用状态识别方法，所述方法包括：根据海上风机结构建立一个非线性分布式弹簧‑阻尼器海上风机模型，并采用时域模型修正对该模型进行校准；土结相互作用状态识别阶段，该阶段采用时域模型修正对海上风机在长期疲劳荷载作用后的土结相互作用进行识别，并利用模态分析结果对状态识别结果进行验证。本发明采用时域模型修正的方法间接识别海上风机的土结相互作用，解决了现有技术中土结相互作用状态直接测量难度大的问题。

技术领域

本发明涉及海上风机技术领域，具体涉及一种基于时域模型修正的海上风机土结相互作用状态识别方法。

背景技术

海上风机在风、浪、流和风轮转动等动力荷载作用下，其土结相互作用将会随时间变化。而土结相互作用对海上风机结构整体的动力特性影响较大，若不能实时掌握海上风机土结相互作用状态，则无法对海上风机的安全状态进行准确评估，从而导致海上风机事故的发生。

海上风机的结构健康状态常采用监测系统和检测仪器进行识别，但海上风机基础一般处于海平面以下，且被土壤覆盖。针对海上风机结构健康监测，目前已有的大部分海上风机未在基础上安装传感器以监测海上风机的土结相互作用状态，因此，难以对海上风机的安全状态进行准确评估。且采用传统的结构健康监测和检测手段难以准确识别海上风机土结相互作用。故采用传统的监测检测手段难以识别海上风机的结构健康状态。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于时域模型修正的海上风机土结相互作用状态识别方法，旨在解决现有技术中采用传统的监测检测手段难以识别海上风机的结构健康状态的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种基于时域模型修正的海上风机土结相互作用状态识别方法，其中，所述方法包括：

通过对海上风机实验模型进行时域响应测量、模型修正和模态分析，得到海上风机基准模型和第一模态分析结果；

通过所述海上风机基准模型进行土结相互作用状态识别，得到第一计算时域数据；

通过所述海上风机实验模型进行疲劳试验和模态分析，得到第一测量时域数据和第二模态分析结果；

根据所述第一计算时域数据和所述第一测量时域数据进行模型修正，得到第一土结相互作用识别结果；

根据所述第一模态分析结果和第二模态分析结果验证所述第一土结相互作用识别结果，得到最终土结相互作用识别结果。

在一种实现方式中，所述通过对海上风机实验模型进行时域响应测量、模型修正和模态分析，得到海上风机基准模型和第一模态分析结果，包括：

根据所述海上风机实验模型建立基准有限元模型；其中，所述基准有限元模型的土结相互作用采用非线性弹簧和阻尼器进行模拟；

通过所述基准有限元模型进行时域分析，得到第二计算时域数据；

通过所述海上风机实验模型进行第一次模态分析，得到第二测量时域数据和第一模态分析结果；

根据所述第二计算时域数据和所述第二测量时域数据建立第一模型修正目标函数；

根据所述第一模型修正目标函数对所述基准有限元模型的参数进行修正，得到所述海上风机基准模型；其中，所述参数包括材料参数、非线性弹簧参数、阻尼器参数和瑞丽阻尼参数。

在一种实现方式中，所述根据所述第一计算时域数据和所述第一测量时域数据进行模型修正，得到第一土结相互作用识别结果，包括：

根据所述第一计算时域数据和所述第一测量时域数据建立第二模型修正目标函数；