[发明专利]一种杆件连接节点中的摩擦型高强螺栓脱落识别方法

权利要求书

1.一种杆件连接节点中的摩擦型高强螺栓脱落识别方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤10)在杆件连接节点拼接板上布设测点，各测点上设置温度传感器和光纤光栅应变传感器，利用温度传感器监测并采集连接节点拼接板上的温度场，利用光纤光栅应变传感器监测并采集连接节点拼接板上的轴向应变；

步骤20)建立各测点位置的轴向应变随温度场的线性变化率；

步骤30)采用拉格朗日插值方法建立线性变化率沿杆件横截面方向的分布曲线；

步骤40)对步骤30)建立的每条分布曲线进行积分，并得到对应积分值；

步骤50)计算相邻积分值的一阶差分绝对值，将其沿杆轴方向的分布曲线作为基本曲线；所述步骤50)具体包括：将每条曲线的积分值I_l,d按照杆件轴向位置进行排列，得到积分值序列q_d＝[I_1,d、I_2,d、…、I_m-1,d]；在积分值序列中的第一个积分值之前和最后一个积分值之后补零，得到积分值补零序列Q_d＝[0、I_1,d、I_2,d、…、I_m-1,d、0]；利用式(5)计算积分值补零序列Q_d的一阶差分绝对值：

D_t,d＝|Q_d(t+1)-Q_d(t)| 式(5)

式中，D_t,d表示第d天中的第t个一阶差分绝对值，t＝1、2、···、m，Q_d(t)表示积分值补零序列Q_d中的第t个值，Q_d(t+1)表示积分值补零序列Q_d中的第(t+1)个值，

所有一阶差分绝对值构成序列W＝[D_1,d,D_2,d,...,D_m,d]，将序列W中的各值作为拉格朗日插值节点，利用式(6)计算一阶差分绝对值沿杆轴方向的分布曲线：

式中，x表示沿杆轴方向的坐标，x取值为区间[1,m]内的实数；D_x,d表示第d天的一阶差分绝对值沿坐标x的分布曲线；D_t,d表示第d天中的第t个一阶差分绝对值；J(x,t)表示D_x,d的拉格朗日插值系数，如式(7)所示：

步骤60)返回步骤20)，得到一阶差分绝对值在第r天沿杆轴方向的实时曲线D_x,r；第r天在杆件服役初期内；将第1天的一阶差分绝对值沿坐标x的分布曲线D_x,1，作为一阶差分值沿杆轴方向的基本曲线；

步骤70)利用实时曲线与基本曲线之差对螺栓进行脱落识别；所述步骤70)具体包括：利用式(8)计算实时曲线D_x,r与基本曲线D_x,1之间的差值曲线C_x,r：

C_x,r＝D_x,r-D_x,1 式(8)

将t代入x中，得到第r天凌晨0点至6点时第t个差值C_t,r，t表示第t列摩擦型螺栓；

若C_t,r小于阈值，则表明第t列摩擦型高强螺栓存在脱落情况；

若C_t,r大于或等于阈值，则表明第t列摩擦型高强螺栓安装牢靠。

2.按照权利要求1所述的杆件连接节点中的摩擦型高强螺栓脱落识别方法，其特征在于，所述步骤10)具体包括：设杆件连接节点包含n行m列摩擦型螺栓，行的方向为杆件轴向方向，列的方向为杆件横截面方向；在各列摩擦型螺栓之间的拼接板上沿列方向均匀布置温度传感器和光纤光栅应变传感器，其中，第l列温度传感器和光纤光栅应变传感器的布置数量均为2n，l＝1、2、…、m-1；温度场和轴向应变的监测时间段为杆件服役初期的第1天凌晨0点至6点，采样频率为1Hz，温度传感器和光纤光栅应变传感器的测点总数均为2(m-1)n。