[发明专利]结构构件半刚性连接损伤检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种损伤检测系统；具体涉及一种结构构件半刚性连接损伤检测系统。

背景技术

钢结构和钢-混凝土混合结构随着社会经济的发展在建筑结构中占据着越来越重要的地位。钢结构和钢-混凝土混合结构中构件的连接通常采用高强螺栓或焊缝连接，尤以采用高强螺栓端板连接这样的半刚性连接在实际工程中越来越多。在长时间的环境激励作用下（如风荷载和可变荷载，甚或地震作用），高强螺栓松动导致的连接损伤难以避免。如果连接损伤在早期没有被及时发现，随着损伤的进一步加剧，结构的受力状态将显著改变而产生局部破坏，甚至导致建筑结构的倒塌。因此对钢结构和钢-混凝土结构来说，结构构件连接的损伤识别非常重要。目前，对高强螺栓松动这样的半刚性连接损伤检测的研究还处于初期发展阶段。传统的识别高强螺栓松动的复拧法等技术，不仅技术含量低、操作难度大、耗费时间长，而且成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种结构构件半刚性连接损伤检测系统，能有效可靠的识别结构构件半刚性连接的损伤。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种结构构件半刚性连接损伤检测系统，包括设置在构件端部的振动信号采集模块、去噪模块、盲源分离模块、积分模块、时频变换模块和损伤判断模块；所述振动信号采集模块用于采集构件端部的自由振动信号；所述去噪模块用于对振动信号采集模块采集到的振动信号进行去噪处理；所述盲源分离模块用于对去噪后的振动信号进行盲源分离并得到一阶振动分量；所述积分模块用于对一阶振动分量进行两次积分运算得到位移-时间曲线；所述时频变换模块用于对位移-时间曲线进行时频变换得到频率-振幅曲线；所述损伤判断模块用于判断构件端部半刚性连接的损伤情况；

进一步，所述去噪模块采用小波软阈值方式去噪；

进一步，还包括镜像处理模块，所述镜像处理模块用于对积分后的位移信号进行镜像处理；

进一步，还包括直线拟合模块，所述直线拟合模块用于位移信号进行直线拟合；

进一步，还包括归一化处理模块，所述归一化处理模块用于对时频变换后的频率-振幅曲线进行归一化处理；

进一步，所述时频变换模块采用希尔伯特变换方式进行时频变换；

进一步，还包括平均处理模块，所述平均处理模块用于对多条频率-振幅曲线进行平均处理。

本发明的有益效果是：本发明通过布置在构件端部半刚性连接附近的传感器采集到构件自由振动的信号，将这些信号经过一定的分析处理最后得到构件端部的振幅-时间曲线和频率-时间曲线，进而得到构件端部的频率-振幅曲线，利用该频率-振幅曲线即可判断出半刚性连接的损伤程度和损伤位置，判断有效可靠。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明检测系统的原理框图；

图2为传感器的布置示意图；

图3为工况一子工况14的X梁B端加速度信号图；

图4为图3去噪后的加速度信号图；

图5为图4加速度信号的一阶分离信号图；

图6为图5的加速度一阶分离信号2次积分后形成的位移信号图；

图7为图6的镜像处理图；

图8为图7进行时频变换后的振幅-时间图；

图9为图7进行时频变换后的频率-时间图；

图10为结合图8和图9得到的子工况14的X梁B端自由振动的频率-振幅曲线；

图11为子工况14的X梁B端3次动测归一化处理后得到的频率-振幅曲线；

图12为工况一各子工况X梁B端的最终频率-振幅曲线；

图13为工况二各子工况X梁B端的最终频率-振幅曲线；

图14为工况三各子工况X梁B端的最终频率-振幅曲线。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。