基于附加虛擬質(zhì)量的儲罐損傷識別方法.pdf

1、近些年，隨著世界經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，石油、天然氣等化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品的需求量迅速提高，越來越高越來越多的儲罐處于在役狀態(tài)，使得儲罐的損傷識別受到了廣泛的關(guān)注。本文針對儲罐結(jié)構(gòu)具有的空間對稱、低階模態(tài)密集且對局部損傷不敏感的特點，利用附加物理參數(shù)增加了測試頻率數(shù)據(jù)量和提高靈敏度的思想，提出了附加虛擬質(zhì)量的損傷識別方法。
　　本研究首先介紹了基于虛擬變形法（VDM）的基本思想推導(dǎo)構(gòu)造附加虛擬質(zhì)量后結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)公式。接著利用該方法，并結(jié)合儲罐結(jié)

2、構(gòu)空間對稱特點，根據(jù)附加虛擬質(zhì)量后的頻率的分布規(guī)律初步判斷損傷的位置；進一步，結(jié)合有限元模型的靈敏度方法進行迭代求解識別損傷的程度。其次通過鋼制立式圓罐形固定頂儲罐的有限元模型進行數(shù)值仿真，來介紹和驗證附加虛擬質(zhì)量方法的有效性。通過ANSYS軟件建立了儲罐有限元模型，并提取了儲罐的單元剛度陣和單元質(zhì)量陣。接著利用 matlab軟件進行集裝并使用Guyan縮聚法以儲罐罐壁法向自由度為主自由度進行模型縮聚。然后分析了儲罐模型附加虛擬質(zhì)量與靈

3、敏度的關(guān)系，并通過靈敏度曲線對應(yīng)的關(guān)系曲線確定附加質(zhì)量的最優(yōu)質(zhì)量和對應(yīng)靈敏度較高的頻率。最后通過損傷識別系數(shù)的比較初步判斷損傷的位置，進一步結(jié)合儲罐結(jié)構(gòu)有限元模型，通過靈敏度優(yōu)化方法識別了儲罐子結(jié)構(gòu)的損傷程度。然后利用儲罐結(jié)構(gòu)模型進行的試驗。首先在上述理論基礎(chǔ)上，在空罐狀態(tài)，對儲罐的損傷位置進行了判斷。接著在儲罐內(nèi)部灌入不同高度的水，研究儲罐整體結(jié)構(gòu)模態(tài)信息和液位高低的關(guān)系。然后對附加真實質(zhì)量和虛擬質(zhì)量得到頻率信息進行對比，驗證了儲液狀