地震响应反演核电管道中结构参数方法对比研究
2020-08-11薛睿渊俞树荣张希恒
原子能科学技术 2020年8期
薛睿渊,俞树荣,张希恒
(兰州理工大学 石油化工学院,甘肃 兰州 730050)
随着人类对地震认识的加深,对核电站中的系统和设备提出了新的抗震要求,主要包括对现役和在建核电站进行抗震裕度分析[1-2]和对关键设备在高频激励下破坏形式的研究[3]。对于核电站中被划分为抗震重要等级的管道而言,一个准确的动力学有限元模型(FEM)可解决其在服役过程中无法进行试验的问题,对于其健康检测、损伤诊断也是必不可少的。由于管道在加工制造和安装过程中的不确定性,其FEM必然存在一些参数的取值难以准确确定,如支撑为系统提供的约束强度、管道连接件的刚度等。对这些参数的不准确取值会导致实际结构与FEM之间存在偏差。在工程实践中,利用基于模态的FEM修正方法对机械结构模型中的结构参数进行反演分析是一种普遍方法。郭勤涛等[4]总结了FEM修正方法的发展、应用和技术难点。费庆国等[5]指出模态频率和反共振频率是FEM修正过程中优选的两种参数。为减少利用模态进行反演分析的计算量,近年来代理模型法得到了广泛运用[6-7]。但对于核电站中完整的管道而言,准确提取足够数量的模态存在很大难度,因此不能直接使用基于模态的FEM修正方法来反演其模型中的结构参数。
核电站中相对容易获得的与管道相关的振动测量数据是在其服役或模拟运行试验过程中监测到的地震响应。在桥梁工程领域有大量直接利用从环境振动试验中测得的加速度响应进行桥梁寿命和损伤监测的实例[8-10],但本质使用的试验数据依然是从加速度响应中提取的模态,提取模态的数量和精度对反演过程有很大限制。……
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