本文關(guān)鍵詞：以風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別為目的的門(mén)式起重機(jī)傳感器優(yōu)化布置研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：起重機(jī)械是工業(yè)生產(chǎn)和物流業(yè)的重要設(shè)備,其安全運(yùn)行直接關(guān)系到企業(yè)安全生產(chǎn)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的安全。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,起重機(jī)械得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí),科技的發(fā)展和需求的升級(jí),使得起重機(jī)械向結(jié)構(gòu)大型化、功能多元化發(fā)展,人們對(duì)其安全性能的要求不斷增高,起重機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也隨之不斷得到廣泛應(yīng)用。然而,起重機(jī)械傳統(tǒng)健康監(jiān)測(cè)著重于對(duì)結(jié)構(gòu)損傷發(fā)出預(yù)警,主要考慮正常工況下起重機(jī)結(jié)構(gòu)的承載能力,而未將吊重突然卸載,歪拉斜吊、臺(tái)風(fēng)作用下大車(chē)歪斜前進(jìn)等特殊危險(xiǎn)工況考慮在內(nèi)。因此在研究起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)時(shí),應(yīng)考慮起重機(jī)械結(jié)構(gòu)特性不同于橋梁等柔度較大的結(jié)構(gòu),其本身結(jié)構(gòu)高聳、剛度大、重心高,失效狀態(tài)多為突發(fā)的、難以預(yù)測(cè)的倒塌、脫軌等非損傷累積的過(guò)程,與常規(guī)結(jié)構(gòu)的失效模式不同這些特點(diǎn)。針對(duì)上述情況,本文提出了應(yīng)對(duì)起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行完善的觀點(diǎn)。在利用智能傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于損傷累積的起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,結(jié)合起重機(jī)服役環(huán)境、常見(jiàn)失效模式等特點(diǎn),同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)瞬態(tài)突發(fā)危險(xiǎn)工況即起重機(jī)基于狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)測(cè),并利用起重機(jī)械損傷預(yù)警和安全評(píng)估系統(tǒng)相關(guān)理論和方法,及時(shí)并準(zhǔn)確地對(duì)起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別和判斷,以便及時(shí)而有針對(duì)性地制定風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)策略和手段以降低事故發(fā)生的概率。本文以門(mén)式起重機(jī)為研究對(duì)象,提出了一種基于風(fēng)險(xiǎn)的、更為科學(xué)的、全面的起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)概念,總結(jié)出了基于風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架,并對(duì)其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器布置進(jìn)行了相關(guān)研究和優(yōu)化。首先,結(jié)合結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)的概念以及起重機(jī)結(jié)構(gòu)特性,本文提出將起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為2類(lèi)：一類(lèi)是基于狀態(tài)的起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：另一類(lèi)是基于損傷累積的起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其次,依照《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《起重機(jī)械安全規(guī)程》、應(yīng)用本課題組研制的軌行式起重機(jī)防撞系統(tǒng)以及通過(guò)大型有限元分析軟件ANSYS的數(shù)值模擬,分別從起重機(jī)工作環(huán)境、工作空間以及自身狀態(tài)等三個(gè)方面分析得到了起重機(jī)狀態(tài)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)儀器布置方案。然后,鑒于一般情況下應(yīng)力、位移傳感器主要布置在應(yīng)力、位移危險(xiǎn)點(diǎn)用以判斷和記錄結(jié)構(gòu)整體和局部狀態(tài)以評(píng)估結(jié)構(gòu)損傷和壽命。本文認(rèn)為：應(yīng)力、位移傳感器還可用于監(jiān)測(cè)識(shí)別起重機(jī)基于狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用綜合評(píng)價(jià)法對(duì)用于識(shí)別起重機(jī)狀態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)力及位移傳感器進(jìn)行優(yōu)化布置。根據(jù)起重機(jī)結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境及有限元分析結(jié)果確定影響測(cè)點(diǎn)布置的因素集；利用層次分析法(AHP)確定各因素權(quán)重：通過(guò)距離測(cè)度矩陣構(gòu)建模糊支持度矩陣；應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的方法將因素集中各因素進(jìn)行分級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)量化；最后利用加權(quán)平均綜合評(píng)價(jià)法對(duì)應(yīng)力位移傳感器待選測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化布置。最后,本文對(duì)用于起重機(jī)模態(tài)識(shí)別的狀態(tài)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的加速度傳感器進(jìn)行了優(yōu)化布置研究。應(yīng)用MATLAB對(duì)門(mén)式起重機(jī)基于模態(tài)識(shí)別的加速度傳感器優(yōu)化布置程序進(jìn)行優(yōu)化,分別從模態(tài)數(shù)目的選取、傳感器數(shù)目的確定以及優(yōu)化方法的改進(jìn)三方面進(jìn)行。通過(guò)ROC變化率選取模態(tài)數(shù)目；運(yùn)用基本和聲算法確定傳感器數(shù)目；通過(guò)改進(jìn)和聲記憶庫(kù)初始值以及將三個(gè)重要參數(shù)設(shè)為隨迭代過(guò)程動(dòng)態(tài)變化的形式對(duì)和聲算法進(jìn)行改進(jìn)。應(yīng)用簡(jiǎn)支鋼桁架梁橋模型證實(shí)了改進(jìn)優(yōu)化方法在收斂速率以及穩(wěn)定性方面的優(yōu)越性。通過(guò)應(yīng)用提出的傳感器優(yōu)化布置方法,得到改善后的門(mén)式起重機(jī)加速度傳感器布設(shè)位置。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別 門(mén)式起重機(jī) 傳感器優(yōu)化布置
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH213.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)研究現(xiàn)狀與問(wèn)題11
• 1.3 傳感器優(yōu)化布置研究意義和現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 傳感器研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 起重機(jī)械傳感器優(yōu)化布置研究意義12-13
• 1.3.3 傳感器優(yōu)化布置準(zhǔn)則研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.4 傳感器優(yōu)化布置方法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文研究目的和主要研究?jī)?nèi)容16-20
• 1.4.1 本文研究目的16-17
• 1.4.2 本文研究的主要內(nèi)容17-20
• 第二章 門(mén)式起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)20-28
• 2.1 引言20
• 2.2 風(fēng)險(xiǎn)20-21
• 2.2.1 風(fēng)險(xiǎn)的內(nèi)涵20
• 2.2.2 風(fēng)險(xiǎn)的屬性20-21
• 2.2.3 風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)21
• 2.3 起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)分析21-23
• 2.4 起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別概念23-24
• 2.5 基于狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)24-25
• 2.5.1 研究監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則24
• 2.5.2 基于狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)24-25
• 2.6 基于損傷累積的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)25-26
• 2.6.1 監(jiān)控與評(píng)估25-26
• 2.6.2 設(shè)計(jì)驗(yàn)證26
• 2.6.3 研究與發(fā)展26
• 2.7 本章小結(jié)26-28
• 第三章 起重機(jī)狀態(tài)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)方案28-50
• 3.1 引言28
• 3.2 起重機(jī)工作環(huán)境的監(jiān)測(cè)方案28-31
• 3.2.1 風(fēng)28-30
• 3.2.2 溫度、濕度30-31
• 3.2.3 地震31
• 3.3 起重機(jī)工作空間的監(jiān)測(cè)方案31-32
• 3.3.1 與別的起重機(jī)的相對(duì)位置31-32
• 3.3.2 與自身吊重的相對(duì)位置32
• 3.4 起重機(jī)自身狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方案32-49
• 3.4.1 起重機(jī)典型危險(xiǎn)工況的選取32-34
• 3.4.2 有限元靜力分析結(jié)果34-40
• 3.4.3 單一危險(xiǎn)工況的識(shí)別40-45
• 3.4.4 多重危險(xiǎn)工況的識(shí)別45-48
• 3.4.5 傳感器布置方案48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第四章 基于綜合評(píng)價(jià)法的應(yīng)力及位移傳感器優(yōu)化布置50-58
• 4.1 綜合評(píng)價(jià)法傳感器優(yōu)化布置理論50-53
• 4.1.1 測(cè)點(diǎn)綜合支持度50-51
• 4.1.2 綜合評(píng)價(jià)法51-53
• 4.2 工況一位移傳感器優(yōu)化布置53-57
• 4.2.1 權(quán)向量的計(jì)算54
• 4.2.2 測(cè)點(diǎn)綜合支持度計(jì)算54-55
• 4.2.3 測(cè)點(diǎn)位移梯度和位移水平評(píng)價(jià)55
• 4.2.4 測(cè)點(diǎn)傳感器安裝性能及安全性評(píng)價(jià)55-56
• 4.2.5 測(cè)點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)56-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 第五章 起重機(jī)加速度傳感器優(yōu)化布置理論研究58-70
• 5.1 引言58
• 5.2 傳感器優(yōu)化布置的數(shù)學(xué)模型58-60
• 5.3 優(yōu)化準(zhǔn)則60-64
• 5.3.1 基于信息論的優(yōu)化準(zhǔn)則61-63
• 5.3.2 模態(tài)保證準(zhǔn)則63-64
• 5.4 優(yōu)化方法64-68
• 5.4.1 QR分解法65-66
• 5.4.2 T優(yōu)化方法66
• 5.4.3 基本和聲算法66-67
• 5.4.4 改進(jìn)和聲算法67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-70
• 第六章 基于模態(tài)識(shí)別的起重機(jī)加速度傳感器優(yōu)化布置70-82
• 6.1 引言70
• 6.2 優(yōu)化方法改進(jìn)170-74
• 6.2.1 模態(tài)數(shù)目的選取70-72
• 6.2.2 傳感器數(shù)目的選取72-73
• 6.2.3 QR分解和T優(yōu)化方法得到和聲記憶庫(kù)初始值73-74
• 6.2.4 QRT-HS與HS結(jié)果對(duì)比74
• 6.3 優(yōu)化方法改進(jìn)274-76
• 6.3.1 改進(jìn)和聲算法75
• 6.3.2 IHS與HS結(jié)果對(duì)比75-76
• 6.4 優(yōu)化方法改進(jìn)3(QRT-IHS)76-77
• 6.5 改進(jìn)優(yōu)化方法在門(mén)式起重機(jī)上的應(yīng)用77-81
• 6.5.1 模態(tài)數(shù)目的選取78
• 6.5.2 傳感器數(shù)目的選取78-80
• 6.5.3 傳感器優(yōu)化布置結(jié)果80-81
• 6.6 本章小結(jié)81-82
• 第七章 總結(jié)與展望82-84
• 7.1 結(jié)論82-83
• 7.2 展望83-84
• 致謝84-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 作者簡(jiǎn)介92

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5 李兵;高精度太陽(yáng)追蹤傳感器研究[D];電子科技大學(xué);2015年

6 李寶璽;電磁式金屬磨粒傳感器理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

7 吳浩;車(chē)輛安全預(yù)警自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D];重慶交通大學(xué);2015年

8 栗凱燕;基于多地震動(dòng)傳感器的震源定位技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2015年

9 王雅瓊;以風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別為目的的門(mén)式起重機(jī)傳感器優(yōu)化布置研究[D];東南大學(xué);2015年

10 尹左廷;水平井產(chǎn)出剖面測(cè)井電導(dǎo)傳感器幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];天津大學(xué);2008年

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