【摘要】：目前,很多前期設(shè)計(jì)使用的海洋平臺(tái)在長期運(yùn)行的過程中出現(xiàn)老化和損傷,或已經(jīng)達(dá)到其服役壽命,對(duì)于鄰近新發(fā)現(xiàn)的油氣資源,這些老齡平臺(tái)超期服役就不可避免。除此之外,由于設(shè)計(jì)施工不當(dāng)或使用過程導(dǎo)致的損傷,可能使整個(gè)平臺(tái)的安全性受到威脅,因此有必要對(duì)海洋平臺(tái)進(jìn)行定期或不定期健康狀況評(píng)估,以保障生命財(cái)產(chǎn)的安全。當(dāng)海洋平臺(tái)出現(xiàn)損傷時(shí),海洋結(jié)構(gòu)固有特性會(huì)發(fā)生改變,具體表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的固有頻率和阻尼比等模態(tài)參數(shù)隨之改變,因此準(zhǔn)確識(shí)別模態(tài)參數(shù)對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別意義重大。本文對(duì)模態(tài)參數(shù)進(jìn)行了以下幾方面的研究：1.系統(tǒng)研究了傅里葉分析以及最小二乘復(fù)指數(shù)法(Prony法)、特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法(ERA法)和隨機(jī)子空間法(SSI法)等時(shí)域方法。傅里葉分析是頻域法模態(tài)參數(shù)識(shí)別的基礎(chǔ),在模態(tài)識(shí)別領(lǐng)域具有舉足輕重的地位。Prony法和ERA法是基于沖擊激勵(lì)響應(yīng)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法,SSI法是基于隨機(jī)激勵(lì)響應(yīng)的識(shí)別方法。2.運(yùn)用Cazdow理論和信號(hào)分解與重構(gòu)法進(jìn)行信號(hào)消噪研究。Cazdow理論是是基于截?cái)嗥娈愔捣纸獾南敕椒?信號(hào)分解與重構(gòu)法原本是用來提取信號(hào)中弱模態(tài),本文將該方法運(yùn)用于信號(hào)消噪。數(shù)值研究的結(jié)果表明兩種方法都具有較好的消噪效果,信號(hào)分解與重構(gòu)法對(duì)帶寬的選擇要求較高,帶寬太大或太小都會(huì)產(chǎn)生較大誤差。3.實(shí)施導(dǎo)管架物理模型沖擊激勵(lì)和隨機(jī)激勵(lì)實(shí)驗(yàn),對(duì)響應(yīng)進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別研究。先進(jìn)行數(shù)值研究,結(jié)果表明ERA法和SSI法能夠準(zhǔn)確識(shí)別出各階模態(tài)頻率和阻尼比,并且SSI法具有較好地抗噪聲干擾能力。將ERA法和SSI法應(yīng)用于導(dǎo)管架物理模型響應(yīng)信號(hào)模態(tài)參數(shù)識(shí)別,進(jìn)一步驗(yàn)證了ERA法對(duì)沖擊激勵(lì)響應(yīng)信號(hào)的識(shí)別效果較好,SSI法對(duì)隨機(jī)激勵(lì)響應(yīng)信號(hào)的識(shí)別效果較好。本文將信號(hào)分解與重構(gòu)方法應(yīng)用于信號(hào)消噪方面,取得較好的消噪效果；同時(shí)使用自主開發(fā)的模態(tài)識(shí)別軟件《海洋結(jié)構(gòu)模態(tài)識(shí)別及振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》(MIVDS)對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,分析結(jié)果表明ERA法適用于沖擊激勵(lì)響應(yīng)信號(hào)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別,而SSI法適用于隨機(jī)激勵(lì)響應(yīng)信號(hào)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別。本文的研究結(jié)論對(duì)海洋結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)信號(hào)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別具有一定的參考意義,尤其是實(shí)測(cè)信號(hào)中包含大量噪聲,以及不同激勵(lì)條件下的模態(tài)參數(shù)識(shí)別。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P75

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本文編號(hào)：2759826