火炬塔和海洋立管原型監(jiān)測傳感器布點優(yōu)化研究.pdf

1、隨著大長細比結(jié)構(gòu)的不斷應(yīng)用，其穩(wěn)定性和安全性能的問題也不斷升級，因此如何保障結(jié)構(gòu)在服役期內(nèi)穩(wěn)定安全運行是當今工程界研究的重點和難點。由于對結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的模擬與真實情況有一定的差異，同時大長細比結(jié)構(gòu)對于環(huán)境荷載的敏感性較強，因此仍有結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞釀成安全事故。原型監(jiān)測通過在現(xiàn)場對環(huán)境信息、結(jié)構(gòu)響應(yīng)進行實時測量，直接準確地反映結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境條件下的動力特性，為結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供現(xiàn)實依據(jù)，為整套結(jié)構(gòu)的安全運行提供保障。
　　在大型結(jié)構(gòu)的原型監(jiān)

2、測中，傳感器布點優(yōu)化等相關(guān)問題是原型監(jiān)測中首要關(guān)注問題?？紤]高聳結(jié)構(gòu)的尺度大、自由度數(shù)量多，合理有效的在目標結(jié)構(gòu)上布置傳感器可以降低費用，提升測量信息處理效率。本文針對火炬塔和海洋立管兩類結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場原型監(jiān)測傳感器進行布點優(yōu)化研究，制定傳感器系統(tǒng)的布置方案。主要內(nèi)容包括:
　　首先對多種傳感器測點的優(yōu)化布置進行總結(jié)，分析不同方法的側(cè)重點，選用有效獨立法和模態(tài)置信度矩陣法聯(lián)合使用對結(jié)構(gòu)原型監(jiān)測傳感器的測點進行優(yōu)化布置，由此得到的傳感器

3、布點優(yōu)化方案既能對結(jié)構(gòu)進行有效的識別，又使得模態(tài)各向量之間保持較好的區(qū)分程度。
　　對于火炬塔結(jié)構(gòu)，通過模態(tài)分析得到結(jié)構(gòu)自振信息?；诨鹁嫠哪B(tài)信息，通過有效獨立法和模態(tài)置信度矩陣方法的聯(lián)合使用對火炬塔原型監(jiān)測傳感器進行布點優(yōu)化并得到最終的布點方案。
　　相對于陸上高聳結(jié)構(gòu)，海洋環(huán)境中的流體對于海洋立管的作用是不可忽略的，因此通過附加質(zhì)量法對其進行濕模態(tài)分析，得到流場中立管的自振信息。真實海洋環(huán)境中流體對結(jié)構(gòu)的作用存在很大