《塔式起重機鋼結構損傷診斷技術》一書以塔式起重機鋼結構作為研究對象,以實現(xiàn)塔機鋼結構在線損傷診斷為目的,系統(tǒng)研究了塔機鋼結構損傷診斷方法。分析研究了正常狀態(tài)、正?蛰d狀態(tài)以及塔身鋼結構損傷狀態(tài)下塔機塔身*傾角特征模型,建立了空載狀態(tài)下塔身鋼結構損傷方位判斷的傾角特征模型和塔機鋼結構完好狀態(tài)識別的時序剛度距模型;系統(tǒng)研究了基于支持向量機和位移變化率的塔機鋼結構損傷診斷方法,將位移變化率作為支持向量機的輸入量,進行訓練和分類檢驗,對塔機的塔身鋼結構損傷進行診斷,通過實驗證明了方法的可行性;設計開發(fā)了塔機綜合監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)具有較強數(shù)據(jù)管理功能,結果可視,界面友好。
塔式起重機作為一類典型的大型工程機械,屬于建筑施工中的一種高危特種設備。塔機發(fā)生故障,不僅需要專業(yè)人員進行維修、維護、機械停工,造成較大的經濟損失,而且,一旦塔機發(fā)生倒塔事故,極有可能發(fā)生群死群傷的特大事故。塔機安全問題不僅涉及個體生命的安全與健康,而且對社會穩(wěn)定和經濟發(fā)展也有著極為重要的影響。對塔機進行健康監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)塔機存在的安全隱患,提高塔機運行的可靠性,減少或消除事故,已成為業(yè)內關注的焦點問題。
《塔式起重機鋼結構損傷診斷技術》一書書結合國內外鋼結構損傷診斷領域的發(fā)展現(xiàn)狀及研究熱點,以實現(xiàn)塔式起重機鋼結構在線損傷診斷為目的,對塔機鋼結構損傷診斷技術進行了深入系統(tǒng)的分析與研究。本書共分七章:第一章闡述了結構損傷診斷技術的研究方法及存在問題。第二章主要研究塔機塔身頂端傾角模型,研究正?蛰d狀態(tài)下、塔身鋼結構損傷狀態(tài)下的塔身頂端傾角特征模型,以及塔身鋼結構損傷方位判斷的傾角特征模型。第三章研究塔機鋼結構完好狀態(tài)的判斷準則,研究了塔機鋼結構完好狀態(tài)、嚴重超載狀態(tài)以及人員違規(guī)操作識別的時序剛度距模型。第四章是基于支持向量機的塔機鋼結構損傷診斷方法研究,提出了基于位移變化率和支持向量機的塔機鋼結構損傷識別方法。第五章是塔機鋼結構損傷診斷的實驗研究。第六章是塔式起重機綜合監(jiān)測系統(tǒng)設計開發(fā),開發(fā)的塔機綜合監(jiān)測系統(tǒng)平臺集結構監(jiān)測、損傷診斷、管理評估于一體,能夠實現(xiàn)塔機鋼結構損傷的實時識別、塔機工作環(huán)境和使用過程各項性能指標的實時監(jiān)控。第七章總結了本書的研究內容,提出了未來的研究方向。
本書由山東建筑大學閻玉芹、宋世軍,中國航空工業(yè)集團公司濟南特種結構研究所史常勝,濟南市特種設備檢驗研究院刁訓林共同編著。在本書寫作過程中得到了很多朋友和同行的熱情幫助,在此向他們致以衷心的感謝!感謝山東富友公司在實驗場地和實驗設備方面提供的幫助,特別感謝王積永總經理在實驗過程中給予的幫助。感謝冒著大雪幫助我們進行實驗的山東省建筑科學研究院的李成偉研究員、馮功斌研究員、黃工以及富友公司的員工們。
為了反映國內外的研究成果,本書寫作過程中引用了很多公開發(fā)表的論文及著作,這些資料給本書寫作提供了豐富的借鑒空間,使作者受益匪淺。在此對這些資料的作者們一并表示感謝。
由于作者水平有限,書中不免有錯誤和不當之處,敬請讀者不吝指正。
閻玉芹
于山東建筑大學
2016年7月
第1章 緒論
1.1 研究的背景及意義
1.2 結構損傷診斷技術的研究進展
1.3 結構損傷識別方法存在的問題
1.4 本書主要研究內容
第2章 塔式起重機塔身頂端傾角模型研究
2.1 引言
2.2 塔機鋼結構完好狀態(tài)定義和損傷狀態(tài)分類
2.3 塔機工況
2.4 塔機正常狀態(tài)力學模型及坐標系的建立
2.5 正常狀態(tài)下塔身頂端傾角特征模型的建立
2.6 塔身鋼結構損傷狀態(tài)下頂端傾角特征模型
2.7 塔身鋼結構損傷方位判斷的實現(xiàn)算法
2.8 實驗驗證
2.9 本章小結
第3章 基于時間序列分析的塔機鋼結構完好狀態(tài)診斷研究
3.1 時間序列分析理論
3.2 時序分析法狀態(tài)識別與故障診斷流程
3.3 時序模型的距離判別函數(shù)
3.4 基于時序模型的塔機鋼結構完好狀態(tài)診斷剛度距模型的建立
3.5 模型驗證
3.6 本章小結
第4章 基于支持向量機的塔機鋼結構損傷診斷研究
4.1 統(tǒng)計學習理論
4.2 支持向量機分類算法
4.3 支持向量機核函數(shù)
4.4 基于位移變化率和支持向量機的塔機鋼結構損傷診斷研究
4.5 本章小結
第5章 塔式起重機鋼結構損傷診斷的實驗研究
5.1 塔機標準節(jié)主弦桿損傷診斷的實驗研究
5.2 塔機整機鋼結構損傷診斷的實驗研究
5.3 本章小結
第6章 塔機綜合監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)研制
6.1 塔機綜合監(jiān)測系統(tǒng)總體方案設計
6.2 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)
6.3 塔機綜合監(jiān)測系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設計
6.4 塔機綜合監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺
6.5 本章小結
第7章 結論與展望
7.1 結論
7.2 展望
參考文獻