工程結(jié)構(gòu)故障診斷方法及其對振動臺試品的應(yīng)用研究

羅旻 沈君

摘 要：對于工程結(jié)構(gòu)故障診斷方式近年來比較活躍的是結(jié)構(gòu)動態(tài)檢測法，工程振動測試技術(shù)在實際測試的過程中受到的動態(tài)響應(yīng)，可以由這些響應(yīng)來對工程結(jié)構(gòu)的可靠性進行評估。對于工程結(jié)構(gòu)抗震性能的研究主要是通過對結(jié)構(gòu)模型振動臺進行測試。振動試驗的研究也慢慢的引起了人們的重視，本文主要對工程建筑振動臺試驗?zāi)Ｐ蜏y試結(jié)果與實際測試結(jié)果進行對比來驗證模型試驗的準(zhǔn)確性。最后對工程未來振動臺測試的方向進行討論。

關(guān)鍵詞：工程結(jié)構(gòu) 診斷 振動試驗 方法

一、無損檢測的現(xiàn)狀

工程建筑中最常用到的建筑材料就是混凝土，混凝土在施工現(xiàn)場進行配比、攪拌、成型、養(yǎng)護，每一個環(huán)節(jié)都會直接影響到混凝土的質(zhì)量，隨之便會對整個工程結(jié)構(gòu)造成一定的影響?；炷猎谑┕さ倪^程中可能還會受到天氣的影響，完成施工之后，混凝土內(nèi)部可能會出現(xiàn)不緊實、空洞以及裂紋等缺陷。這些問題便會直接影響到工程結(jié)構(gòu)的耐久性。而無損檢測法便可以直觀的計算出混凝土出現(xiàn)的問題，然后進行處理。無損檢測法就是使工程結(jié)構(gòu)在不受外力以及不對其性能影響的情況下直接進行物理量的測量，并通過這些物理量對混凝的的各項數(shù)據(jù)進行計算對比標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，來對工程結(jié)構(gòu)的強度、連續(xù)性、均勻性以及耐久性進行評估。

目前無損檢測技術(shù)已經(jīng)運用的比較熟練了，無損檢測法的優(yōu)點有很多，主要是：a.可以全面的真實的反應(yīng)工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量以及強度；b.對于工程結(jié)構(gòu)的完整性不會造成影響；c.可對年代較久的建筑物進行測試；d.能對工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行檢測；e.檢測方法方便；f.可以重復(fù)測試。

二、結(jié)構(gòu)動態(tài)檢測法

對于工程故障檢測目前國內(nèi)外研究的熱點主要是利用結(jié)構(gòu)動態(tài)檢測，根據(jù)參數(shù)來判斷故障的大小。但是由于土木結(jié)構(gòu)本身的原因以及外界條件的復(fù)雜性，還有很多材料的問題，使得這種測試方法比較困難復(fù)雜。所以目前主要是檢測工程結(jié)構(gòu)比較簡單的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單工程項目的故障檢測，并保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。結(jié)構(gòu)動態(tài)檢測法的主要原理是，當(dāng)整個系統(tǒng)發(fā)生故障的時候，其傳遞函數(shù)也會跟著隨之變化，這會導(dǎo)致不同頻率的幅頻特性發(fā)生不同程度的變化，影響其他故障檢測的順利進行。此外，當(dāng)檢測到系統(tǒng)存在故障之后，故障會對不同頻率進行不一樣的作用，有的會抑制，有的會增強，而且對于一些特殊的頻率成分會有特殊的抑制作用和增強作用。所以說，其輸出與正常系統(tǒng)相比有很大的不同，在實際應(yīng)用的過程中需要根據(jù)實際診斷設(shè)備選擇相應(yīng)的檢測方式和系統(tǒng)，從而保證診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。除此之外，該方法不需要建立相應(yīng)的系統(tǒng)模型，在很大的程度上減少了工作量，直接可以利用各種不同頻率成分進行故障的診斷，提高了診斷的效率，因此，加強工程結(jié)構(gòu)故障診斷中結(jié)構(gòu)動態(tài)檢測法的應(yīng)用和研究是很有必要的。

三、工程故障檢測對振動臺應(yīng)用分析

一般來說，在振動臺在長時間使用之后都會出現(xiàn)各種故障，這對振動臺的正常使用有很大的影響，所以說采取有效的故障檢測方法對振動臺的故障進行分析和檢測，并加強振動臺的維護工作是延長振動臺使用壽命的有效途徑之一。目前的工程故障檢測針對性振動臺主要是對其振動信號和疲勞損傷進行計算，并與標(biāo)準(zhǔn)值進行對比和分析，從而確定振動臺的故障位置及引發(fā)故障的主要因素，主要診斷的故障包括結(jié)構(gòu)發(fā)生裂紋、松動、老化等等。在實際診斷的過程中需要注意下面幾點：首先，要測量出振動臺在正常情況下運行的固有頻率，然后以固有頻率為參考，進行觀測量結(jié)構(gòu)的診斷，這樣可以對整個振動臺進行全方面的故障診斷，這也對振動臺的故障診斷來說是很有幫助的，而且適用范圍更加廣泛，在實際工作中有著廣泛的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，還會將振型作為參考標(biāo)準(zhǔn)進行故障的診斷，并建立相應(yīng)的故障診斷方程，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入方程，計算機就可以直接進行數(shù)據(jù)的計算，并準(zhǔn)確的分析出振動臺的故障問題及類型，有效的提高了振動臺的診斷效率和準(zhǔn)確性。其次，在診斷方程建立的過程中可能遇到諸多問題，主要包括用臺勞級數(shù)展開法建立的以頻響函數(shù)為觀測量的故障診斷方程的建立等等，如果沒有專業(yè)的數(shù)學(xué)知識很難實現(xiàn)對方程的正確建立，而且不能保證建立方程的正確性，這對后期振動臺的診斷工作都有很大的負(fù)面影響。最后，對于振動臺大的試驗品可以根據(jù)實際的檢測環(huán)境，針對性的提出將振動診斷法和疲勞損傷相機和的方法進行振動臺的診斷，這樣不僅可以有效的分析振動臺在使用過程中出現(xiàn)的損壞，而且可以直接采取應(yīng)對措施，預(yù)防振動臺后期發(fā)生更加嚴(yán)重的損壞。

四、結(jié)語

綜上所述，工程故障裝診斷法的主要檢測方法是結(jié)構(gòu)動態(tài)檢測法，其在諸多設(shè)備檢測中有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在振動臺的故障檢測過程中有著重要的作用。本文通過對工程故障診斷的應(yīng)用現(xiàn)狀及主要檢測方法進行分析，然后結(jié)合其在振動臺故障檢測中的應(yīng)用，希望能有效的提高振動臺故障檢測的準(zhǔn)確性，有效的延長振動臺的使用壽命。

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