基于位移模态井架损伤识别研究
刘宇【摘要】：井架在服役一段时间后，其结构中会出现多种损伤缺陷，使得井架承载能力不能满足设计要求，为了现场操作安全，标准规定进行应力检测。但是应力检测属于抽样检查，其会影响井架承载能力的判定结果。 为了研究在役井架受力状态，必须要识别出井架中含有的各种各样损伤缺陷，在有限元中建立含缺陷井架模型，再基于该模型评估井架承载能力。本文系统阐述了基于动态数据对结构损伤缺陷定位、定量识别方法的理论，对各种方法进行了评价。 本文针对于HJJ450/47-T海洋井架建立其有限元模型，分析设计载荷下的井架受力状态与动态参数、风载存在工况下井架受力状态、波浪力存在工况下井架受力状态。利用有限元软件模拟HJJ450/47-T海洋井架常出现各种缺陷，提取含缺陷井架位移模态值，研究缺陷对井架位移模态值的影响规律，再基于位移模态差值、曲率模态差值损伤识别井架中含有的缺陷。 在实验室中建立HJJ450/47-T海洋井架模型，通过实测含缺陷实验室井架位移模态值，利用曲率模态值初步识别实验室井架所含缺陷，结合有限元优化方法与模型修正技术对实验室井架进行模拟仿真。通过模型计算出含缺陷实验室井架受力状态，与实测应力值相比较，相对误差在5%以内，表明模型修正精度较高，可为现场井架承载能力检测评估提供一种新的方法。
