考虑温度梯度的模态应变能法海洋平台损伤检测研究

2012-02-13刘克飞王凤云

振动与冲击 2012年6期

刘克飞，石湘，周雷，王凤云

(1.中国海洋大学工程学院，青岛 266100;2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)

导管架式海洋平台是海上石油开采普遍采用的结构型式，长期服役的这种平台结构通常是有损伤的，目前基于结构模态参数变化的平台结构整体损伤检测技术成为一个研究热点［1］。对于导管架海洋平台这样巨大的结构物，主要使用环境载荷下的振动信号进行模态识别和损伤检测，而环境温度是干扰识别和检测的一个重要因素。有研究表明对于钢筋混凝土大跨度桥梁结构模态频率与温度具有明显的季节相关性，其模态频率日平均值随着温度日平均值的升高而降低，并且在一年中可以发生1.5% ～2.0%的变化［2］，同时大跨度桥梁结构上不同部位存在的温度梯度对模态频率也有显著影响［3］。但是环境温度对海洋平台模态参数识别及损伤检测的影响目前尚没有研究。在海洋环境下，环境温度随季节变化很大，同时平台上部结构和水下结构也存在较大温差，温度的显著变化会造成结构材料弹性模量的变化，进而影响结构的模态参数及损伤检测。本文以一个导管架平台为模型，考虑了海洋环境温度垂直分布(温度梯度)对结构不同位置材料弹性模量的影响，研究了海水温度梯度对模态应变能法损伤检测的影响规律。