焊接桁架動態(tài)特性分析與裂紋診斷方法研究.pdf

1、焊接桁架作為一種重要的機(jī)械承載結(jié)構(gòu)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑中，由于受長期機(jī)械載荷、環(huán)境溫度和各類腐蝕條件的影響，其在裝配使用過程中會不可避免地存在安全問題。目前，焊接桁架使用安全的潛在威脅主要是裂紋，裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展將會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的斷裂，造成生命財產(chǎn)的損傷。因此，本文以焊接的角鋼桁架為研究對象，對其進(jìn)行動態(tài)特性分析，并研究了其裂紋診斷方法。
　　對焊接桁架進(jìn)行實體建模，利用有限元分析軟件ANSYS對其進(jìn)行靜動態(tài)分析。通過靜力

2、分析得到結(jié)構(gòu)的位移、應(yīng)力和應(yīng)變分布云圖，并對比了桁架產(chǎn)生裂紋前后的靜力分析結(jié)果;完成靜力分析后，又對含有不同裂紋的桁架進(jìn)行了動態(tài)分析，得到了各種情況下的固有頻率及振型，分析了裂紋參數(shù)對這兩種模態(tài)參數(shù)的影響，得出了固有頻率和振型這兩個參數(shù)隨裂紋產(chǎn)生及其位置、長度改變的變化規(guī)律。
　　對有無裂紋的桁架分別進(jìn)行試驗?zāi)B(tài)分析，探討了各種模態(tài)參數(shù)隨裂紋產(chǎn)生的變化情況，并和有限元分析結(jié)果進(jìn)行對比。對比表明兩種分析方法具有一致的規(guī)律，從而驗證了

3、有限元分析結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性。
　　以裂紋能產(chǎn)生微弱摩擦振動信號為依據(jù)，利用自相關(guān)和小波包變換相結(jié)合的方法對裂紋進(jìn)行了識別。結(jié)果表明:時延自相關(guān)能夠去除掉高斯白噪聲的影響，小波包變換能夠有效地提取出微弱的摩擦振動信號，二者相結(jié)合的方式能夠診斷出裂紋的存在。
　　本文通過對桁架結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性分析研究，為結(jié)構(gòu)動力特性的優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)，提高了結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計的效率;同時課題中所采用的有限元分析法和試驗?zāi)B(tài)分析法也易推廣到其他類似