基于小波包分析的导管架平台结构损伤识别

陈 帅,王维刚,吴泽民

(东北石油大学机械科学与工程学院,黑龙江 大庆 163318)

导管架平台作为海洋油气资源勘探开采的关键设备,始终工作在恶劣的海洋环境中,受到各种载荷交互作用,随着工作年限增加,平台将出现不同程度损伤。导管架平台结构复杂、造价昂贵,一旦失效,不仅会对环境造成污染,导致人员伤亡,还将造成严重经济损失[1]。因此,对现役导管架平台健康状况进行评估具有重要的现实意义。当前平台损伤识别方法主要为有损检测与无损检测。有损检测会对平台结构造成损伤并影响平台连续作业,因此无损检测成为当前研究热点。无损检测分为局部损伤检测和全局损伤检测。全局损伤检测方法分为模态参数损伤识别法与信号分析损伤识别法。由于模态参数易受结构自重影响,导致结果误判,因此本文选用信号分析法中的小波包分析法对导管架平台损伤进行识别[2]。

小波分析方法可在时域与频域对信号进行分析,实现对局部突变信息的识别,因此被广泛应用于损伤识别领域。Perez-Ramirez等[3]利用小波分析方法对钢制高架桥进行研究,可准确识别结构的损伤。Asgarian等[4]利用小波分析法对不同损伤工况的导管架平台模型进行研究,结果表明,该方法可准确识别损伤。张强等[5]利用离散小波变换对平台加速度响应信号进行分析,实现了对结构损伤的识别。林裕裕等[6]利用小波变换对杆件损伤时的振动响应信号分析,验证了小波变换的有效性。……