【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種結(jié)構(gòu)的螺栓松動(dòng)損傷診斷方法，特別涉及一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的螺栓松動(dòng)損傷診斷方法。
技術(shù)介紹
空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系迅速發(fā)展于20世紀(jì)80年代，截至目前其結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)向多樣化、新穎化和超大跨度化方向發(fā)展。這些大空間、超大空間建筑投資巨大，往往是人群集合或配置重要設(shè)施的場(chǎng)所，其安全不僅維系著成千上萬(wàn)人的生命安全，而且還具有重大的國(guó)內(nèi)、國(guó)際影響。而在結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)是受力最集中的部位，對(duì)于整體結(jié)構(gòu)的安全性極為重要，節(jié)點(diǎn)一旦失效，相連桿件將喪失部分或全部承載功能，可能造成結(jié)構(gòu)的傳力路徑改變、結(jié)構(gòu)體系局部破壞，甚至可能引發(fā)整個(gè)體系連續(xù)性破壞。螺栓球節(jié)點(diǎn)作為一種典型的半剛性節(jié)點(diǎn)，由于其加工制作工藝簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，技術(shù)要求較低，可以避免高空焊接作業(yè)，在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用于網(wǎng)格比較規(guī)則的中、小跨度的網(wǎng)架、雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。而且近年來(lái)自由曲面造型的建筑設(shè)計(jì)日益流行，螺栓球節(jié)點(diǎn)由于其空間定位方便準(zhǔn)確特別適用于這種復(fù)雜曲面的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中高強(qiáng)螺栓節(jié)點(diǎn)的失效形式屬于脆性破壞，沒(méi)有發(fā)生桿件變形等預(yù)兆。試驗(yàn)研究結(jié)果表明，螺栓的緊固程度對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度影響顯著，特別是工程中螺栓球節(jié)點(diǎn)還存在著致命的“假擰緊”現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)和施工上都不容易控制。德國(guó)MeiO體系將鋼管開(kāi)孔以檢查螺栓是否到位，但開(kāi)孔斷面削弱太多。此外日本在大連電視塔工程中曾由螺帽孔插入內(nèi)窺鏡，檢查螺栓是否到位，由于會(huì)大大提高施工成本，并不適合推廣。因此對(duì)大跨網(wǎng)格結(jié)構(gòu)螺栓球節(jié)點(diǎn)進(jìn)行損傷識(shí)別及安全評(píng)估方法的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。從目前的研究來(lái)看，對(duì)于空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的研究大都集中為桿件的損傷定位，即采用降低桿件的彈...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)螺栓松動(dòng)損傷的診斷方法，采用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷螺栓松動(dòng)損傷可能發(fā)生的子結(jié)構(gòu)；然后以整個(gè)子結(jié)構(gòu)為控制對(duì)象，在縮小的范圍內(nèi)采用面向節(jié)點(diǎn)的損傷定位法，確定子結(jié)構(gòu)中螺栓松動(dòng)損傷的節(jié)點(diǎn)位置；其特征在于：包括以下步驟：1.1.?對(duì)螺栓球節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了精細(xì)化建模，通過(guò)分析螺栓球轉(zhuǎn)動(dòng)剛度隨彎矩的變化情況，獲得螺栓球連接的彎矩―轉(zhuǎn)角曲線，利用簡(jiǎn)化原則將連接等效為一段直桿；1.2.?建立結(jié)構(gòu)的半剛性模型，即得到結(jié)構(gòu)的精細(xì)化模型；?1.3.?根據(jù)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的構(gòu)成特點(diǎn)將空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)按照幾何位置連續(xù)性的方式劃分為多個(gè)子結(jié)構(gòu)，任意兩個(gè)子結(jié)構(gòu)中桿件、節(jié)點(diǎn)的布置相同，并對(duì)其進(jìn)行編號(hào)；1.4.?對(duì)結(jié)構(gòu)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行加速度傳感器的優(yōu)化布置，并進(jìn)行頻率對(duì)桿件的靈敏度分析；1.5.?螺栓松動(dòng)損傷的數(shù)值模擬；1.6.?以整個(gè)結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本、輸入?yún)?shù)及輸出參數(shù)，選擇概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；將螺栓松動(dòng)的損傷樣本輸入到訓(xùn)練完畢的PNN網(wǎng)絡(luò)A，輸出為損傷位置所在的子結(jié)構(gòu)，即將損傷位置定位到其所在的子結(jié)構(gòu)；1.7.?以整個(gè)子結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象，以NDSIi(k)作為輸入?yún)?shù)，螺栓松動(dòng)損傷對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)損傷指數(shù)作...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)螺栓松動(dòng)損傷的診斷方法，采用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷螺栓松動(dòng)損傷可能發(fā)生的子結(jié)構(gòu)；然后以整個(gè)子結(jié)構(gòu)為控制對(duì)象，在縮小的范圍內(nèi)采用面向節(jié)點(diǎn)的損傷定位法，確定子結(jié)構(gòu)中螺栓松動(dòng)損傷的節(jié)點(diǎn)位置；其特征在于:包括以下步驟: 1.1.對(duì)螺栓球節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了精細(xì)化建模，通過(guò)分析螺栓球轉(zhuǎn)動(dòng)剛度隨彎矩的變化情況，獲得螺栓球連接的彎矩一轉(zhuǎn)角曲線，利用簡(jiǎn)化原則將連接等效為一段直桿； 1.2.建立結(jié)構(gòu)的半剛性模型，即得到結(jié)構(gòu)的精細(xì)化模型； 1.3.根據(jù)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的構(gòu)成特點(diǎn)將空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)按照幾何位置連續(xù)性的方式劃分為多個(gè)子結(jié)構(gòu)，任意兩個(gè)子結(jié)構(gòu)中桿件、節(jié)點(diǎn)的布置相同，并對(duì)其進(jìn)行編號(hào)； 1.4.對(duì)結(jié)構(gòu)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行加速度傳感器的優(yōu)化布置，并進(jìn)行頻率對(duì)桿件的靈敏度分析； 1.5.螺栓松動(dòng)損傷的數(shù)值模擬； 1.6.以整個(gè)結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本、輸入?yún)?shù)及輸出參數(shù)，選擇概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；將螺栓松動(dòng)的損傷樣本輸入到訓(xùn)練完畢的PNN網(wǎng)絡(luò)A，輸出為損傷位置所在的子結(jié)構(gòu)，即將損傷位置定位到其所在的子結(jié)構(gòu)； 1.7.以整個(gè)子結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象，以NDSIi (k)作為輸入?yún)?shù)，螺栓松動(dòng)損傷對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)損傷指數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，采用廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；將損傷樣本輸入到訓(xùn)練完畢的GRNN網(wǎng)絡(luò)B，輸出為節(jié)點(diǎn)的損傷指數(shù)，即將損傷位置定位到其所在的節(jié)點(diǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)螺栓松動(dòng)損傷的診斷方法，其特征在于:所述步驟1.1中節(jié)點(diǎn)的連接，根據(jù)所得到的M — Θ曲線折減節(jié)點(diǎn)單元的彈性模量，保證彈性階段節(jié)點(diǎn)單元的抗彎剛度等效；將螺栓連接簡(jiǎn)化為一段直桿...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳金志，劉才瑋，張毅剛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京工業(yè)大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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