基于應(yīng)變測(cè)量的桅桿結(jié)構(gòu)拉耳焊縫損傷識(shí)別

王雪亮+譚柱+王小麗+劉暉

摘要：基于桅桿結(jié)構(gòu)拉耳表面應(yīng)變對(duì)其焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的敏感度分析，提出了桅桿結(jié)構(gòu)拉耳焊縫損傷的兩級(jí)模糊模式識(shí)別方法，并通過試驗(yàn)研究進(jìn)行驗(yàn)證。采用有限元模擬建立了拉耳索力-關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變-焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的模糊模式庫；對(duì)16個(gè)不同裂紋長(zhǎng)度的拉耳模型進(jìn)行試驗(yàn)，以實(shí)測(cè)拉耳表面關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變?yōu)榇R(shí)別樣本，采用模糊模式識(shí)別方法對(duì)索力及焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度進(jìn)行分步識(shí)別。結(jié)果表明：模糊數(shù)據(jù)庫中的模擬數(shù)據(jù)能夠反映拉耳的實(shí)際受力狀態(tài)，識(shí)別焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度與實(shí)際裂紋長(zhǎng)度具有較好的吻合度；對(duì)于不同索力及裂紋長(zhǎng)度，識(shí)別焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的誤差在1 mm之內(nèi)，最大隸屬度均大于0.8，識(shí)別峰值明顯；該識(shí)別技術(shù)具有可行性，是實(shí)現(xiàn)桅桿結(jié)構(gòu)損傷智能識(shí)別的一種有效手段。

關(guān)鍵詞：桅桿結(jié)構(gòu)；焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度；模糊模式識(shí)別；拉耳應(yīng)變

中圖分類號(hào)：TU347 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1673-2049（2017）02-0079-07

Abstract：Base on sensitivity analysis of surface strain of ear-plate connection in guyed mast on crack propagation length， a two level fuzzy pattern recognition method was proposed for the damage of welded ear-plate connection in guyed mast， and was verified by experimental study. The fuzzy pattern database of cable forces and key-point strains of ear-plate connections， as well as weld crack propagation lengths was developed by finite element. 16 ear-plate connection models with different crack lengths were tested， and the key-point strains were measured to identify cable forces and weld crack propagation lengths by the proposed method. The results show that the simulated data in fuzzy database can reflect the actual stress state of ear-plate connection， and the identified weld crack lengths agree well with the actual weld crack lengths. For the different cable forces and crack propagation lengths， the error of identified weld crack length is within 1 mm， the maximum membership degree is greater than 0.8， and the recognition peak is obvious. The recognition technology is feasible and is an effective method to realize the damage intelligent identification of guyed mast.

Key words：guyed mast； weld crack propagation length； fuzzy pattern recognition； strain on ear-plate connection

0引 言

桅桿結(jié)構(gòu)由于質(zhì)量輕、布置靈活等特性在廣播電視、通信氣象、航天航空等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但國內(nèi)外桅桿結(jié)構(gòu)的倒塌災(zāi)害頻繁發(fā)生，對(duì)生產(chǎn)生活造成極大損失。這些災(zāi)害中絕大多數(shù)桅桿結(jié)構(gòu)的破壞發(fā)生在風(fēng)荷載不大的情況下，究其原因主要是風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)疲勞所致[1-3]，而拉耳連接焊縫的疲勞損傷是重要因素之一。由于纖繩和桅桿的耦合作用導(dǎo)致在隨機(jī)風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生復(fù)雜振動(dòng)，如橫風(fēng)振動(dòng)、側(cè)向馳振等，這種長(zhǎng)期振動(dòng)造成了構(gòu)件和拉耳連接的疲勞損傷，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。英國對(duì)大量桅桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程檢測(cè)表明，在桅桿結(jié)構(gòu)中弦桿、腹桿和拉耳連接處經(jīng)常存在不同程度的疲勞損傷，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的承載力下降。拉耳的疲勞損傷常常表現(xiàn)為拉耳焊縫擾動(dòng)作用下萌生裂紋不斷擴(kuò)展，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)斷裂。因此，拉耳焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度是桅桿結(jié)構(gòu)疲勞損傷程度的一項(xiàng)直觀反映，準(zhǔn)確對(duì)其識(shí)別診斷，及時(shí)對(duì)桅桿結(jié)構(gòu)損傷程度進(jìn)行預(yù)判，這對(duì)預(yù)防桅桿結(jié)構(gòu)災(zāi)害的發(fā)生尤為重要。

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)桅桿結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別已進(jìn)行了一系列研究，研究成果主要集中在桅桿結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別方法[4-5]和桅桿結(jié)構(gòu)桿件的損傷識(shí)別研究[6]，以及立柱與基板連接的疲勞分析[7]等方面。對(duì)纖繩與桿身的拉耳連接損傷識(shí)別研究較少，徐志宏等[8]運(yùn)用疲勞斷裂力學(xué)理論對(duì)桅桿結(jié)構(gòu)纖繩與桿身拉耳連接進(jìn)行了疲勞分析，并應(yīng)用Forman公式對(duì)拉耳進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)。Forman公式以已萌生的初始裂紋尺寸為前提，而在實(shí)際工程中，由于拉耳遠(yuǎn)離地面，實(shí)地進(jìn)行裂紋測(cè)量的精度及安全難以保證，采用此方法進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)難以保證預(yù)測(cè)精度。魯麗君等[9-14]對(duì)拉耳風(fēng)致疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展規(guī)律和桅桿結(jié)構(gòu)拉耳節(jié)點(diǎn)焊縫處的裂紋萌生累積疲勞損傷程度評(píng)定方法，以及焊縫裂紋擴(kuò)展的損傷識(shí)別等進(jìn)行了深入的理論研究，并針對(duì)拉耳節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命進(jìn)行了試驗(yàn)研究。在對(duì)拉耳連接焊縫裂紋萌生和擴(kuò)展的理論研究基礎(chǔ)上，如何對(duì)拉耳損傷進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定位及損傷程度識(shí)別是實(shí)現(xiàn)桅桿結(jié)構(gòu)智能損傷診斷的關(guān)鍵步驟。基于應(yīng)變測(cè)量的損傷識(shí)別方法是最直觀、簡(jiǎn)單且非常有效的方法之一[15]。為此，本文在分析拉耳表面應(yīng)變對(duì)焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的敏感性基礎(chǔ)上，提出采用模糊模式方法分步識(shí)別纖繩索力及拉耳表面應(yīng)變，同時(shí)實(shí)現(xiàn)拉耳損傷定位及損傷程度的診斷。為了將此方法推廣于工程實(shí)踐，進(jìn)行了一系列拉耳焊縫損傷的識(shí)別試驗(yàn)，對(duì)此方法的可行性和有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。

1拉耳焊縫損傷模糊模式識(shí)別原理

1.1兩級(jí)模糊模式識(shí)別焊縫裂紋的理論方法

在隨機(jī)風(fēng)荷載作用下，纖繩與桅桿的耦合作用導(dǎo)致纖繩拉力處于長(zhǎng)期的復(fù)雜變化狀態(tài)，在動(dòng)態(tài)的索力作用下，拉耳表面的應(yīng)力表現(xiàn)出明顯的隨機(jī)特性。同時(shí)，如果拉耳焊縫出現(xiàn)裂紋萌生及擴(kuò)展，拉耳上的應(yīng)變分布也將更加復(fù)雜，纖繩拉力與焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度是決定拉耳表面應(yīng)變分布的2個(gè)主要因素。文獻(xiàn)[11]研究表明：拉耳表面應(yīng)力是拉耳焊縫損傷的主要敏感參數(shù)，因此，如果首先確定纖繩拉力，便可通過拉耳表面敏感部位的應(yīng)變變化識(shí)別焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)拉耳焊縫損傷程度的診斷。

由于纖繩拉力和焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的復(fù)雜性及隨機(jī)性，導(dǎo)致拉耳表面應(yīng)力具有強(qiáng)隨機(jī)性和可變性。選擇合適的識(shí)別方法分析拉耳表面應(yīng)變變化對(duì)進(jìn)行焊縫損傷的有效識(shí)別尤為重要。模糊模式方法作為一種經(jīng)典的損傷識(shí)別方法，具有很好的穩(wěn)定性、魯棒性及容錯(cuò)性，在分析隨機(jī)變化的數(shù)據(jù)樣本方面具有其他識(shí)別方法不可比擬的優(yōu)越性，在風(fēng)荷載作用下的高聳結(jié)構(gòu)[16]、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)[17]等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別中均得到驗(yàn)證。因此，針對(duì)耳板應(yīng)變的復(fù)雜性，提出了采用兩級(jí)模糊模式識(shí)別焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的方法，即建立隨機(jī)風(fēng)荷載作用下桅桿結(jié)構(gòu)的索力均值-關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變-焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的模糊模式庫，在實(shí)測(cè)中獲得拉耳對(duì)應(yīng)關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變時(shí)程和索力時(shí)程后，根據(jù)最大隸屬度原則首先識(shí)別索力均值區(qū)間，再識(shí)別焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的可能區(qū)間，兩級(jí)模糊模式識(shí)別方法具體技術(shù)思路見圖1。

1.2索力-關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變-焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度模糊模式庫建立[ZK）]

桅桿結(jié)構(gòu)的拉耳通過焊接與主體結(jié)構(gòu)相連接，焊縫為其主要約束條件。纖繩通過拉耳作用于主體結(jié)構(gòu)，拉耳為索力的直接受力部位，拉耳表面應(yīng)變分布的主要影響因素為焊縫約束條件及索力。當(dāng)焊縫出現(xiàn)裂紋或索力變化時(shí)，拉耳表面的應(yīng)變分布將相應(yīng)改變，且三者之間存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)索力一定時(shí)，一些關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變隨著裂縫長(zhǎng)度的增加而減小，而另一些關(guān)鍵點(diǎn)的應(yīng)變會(huì)隨裂縫長(zhǎng)度的增加而增加；當(dāng)裂紋不變時(shí)，所有關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變隨索力的增大而增大。因此，依據(jù)此一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以采用模糊模式識(shí)別方法對(duì)裂紋長(zhǎng)度進(jìn)行識(shí)別。

為了使模式庫全面反映桅桿結(jié)構(gòu)拉耳在隨機(jī)風(fēng)荷載作用下的應(yīng)變分布及變化情況，首先對(duì)不同風(fēng)向、不同風(fēng)速作用下的桅桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)分析，確定索力均值的最大值、最小值及可能范圍，并將索力均值劃分為h個(gè)等級(jí)，形成索力均值的模糊模式庫；通過分析拉耳表面應(yīng)變對(duì)焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的敏感系數(shù)，確定拉耳表面的n個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，即工程實(shí)測(cè)應(yīng)變點(diǎn)。具體做法為：建立具有m個(gè)不同焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的拉耳三維實(shí)體模型，對(duì)其在確定的時(shí)程索力作用下進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析，得到m個(gè)裂紋長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的拉耳表面k個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力均值，形成拉耳節(jié)點(diǎn)的m×k維應(yīng)力均值矩陣，通過對(duì)應(yīng)力均值矩陣進(jìn)行靈敏度分析，并結(jié)合工程實(shí)際，確定拉耳上應(yīng)力對(duì)裂紋長(zhǎng)度變化反映敏感且便于測(cè)量的n個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)；最后計(jì)算在h個(gè)索力均值作用下m個(gè)裂紋長(zhǎng)度的拉耳表面k個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的應(yīng)變，形成h×m×n三維模式庫，具體流程如圖2所示。針對(duì)本文工程案例，為滿足裂紋識(shí)別的工程精度，以臨界裂紋長(zhǎng)度14 mm為最大裂紋長(zhǎng)度，0.5 mm為級(jí)差，確定m=28；索力均值的分級(jí)主要以其引起的拉耳應(yīng)變變化及應(yīng)變片的分辨率確定，將分為10個(gè)區(qū)間，h=11；通過數(shù)值模擬分析拉耳表面的應(yīng)變分布，選出n=10個(gè)便于測(cè)量且對(duì)焊縫裂紋敏感的關(guān)鍵點(diǎn)。該方法保證了模式庫樣本足夠且便于操作。

1.3索力均值及焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的識(shí)別原則

工程實(shí)測(cè)得到索力時(shí)程及關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變后，采用最大隸屬原則首先進(jìn)行索力均值識(shí)別，再進(jìn)行焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的二次識(shí)別，以隸屬度最大的焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度為識(shí)別結(jié)果，并判斷相應(yīng)裂紋長(zhǎng)度區(qū)間。

最大隸屬度原則相應(yīng)的隸屬函數(shù)Δ（·）[18]為

2試驗(yàn)方法與過程

2.1工程背景

桅桿結(jié)構(gòu)為平地上的152 m無線電桅桿，如圖3所示，所處地貌為B類。桅桿底座采用單向鉸連接，2層纖繩每層3根互交120°，桿身為鋼管組合結(jié)構(gòu)，主結(jié)構(gòu)平面為邊寬1.00 m的等邊三角形，弦桿和腹桿分別為102/6，54/4鋼管，彈性模量E=2.0×108 kPa，剪切模量G=8.0×107 kPa。纖繩采用鍍鋅鋼絲繩，上層纖繩直徑d1=18.5 mm，橫截面面積A1=2.688×10-4 m2，下層纖繩直徑d2=14.5 mm，橫截面面積A2=1.65×10-4 m2，彈性模量Ek=1.2×108 kPa，纖繩初應(yīng)力σ0=250 MPa。

2.2模型設(shè)計(jì)及制作

由于桅桿拉耳遠(yuǎn)處部分受力對(duì)拉耳局部沒有影響，故選取該桅桿結(jié)構(gòu)55 m處下層拉耳局部桿長(zhǎng)571 mm的一段桅桿進(jìn)行模型試驗(yàn)，如圖4所示。據(jù)此制作了2組帶焊接裂紋拉耳節(jié)點(diǎn)原尺寸模型，共16個(gè)模型，裂紋尺寸分別為0，2，4，6，8，10，12，14 mm，試件編號(hào)相應(yīng)為Y1-0，Y2-0，Y1-2，Y2-2等，其中第1個(gè)數(shù)字為組編號(hào)，第2個(gè)數(shù)字表示裂紋長(zhǎng)度。

試件拉耳及鋼管材料均采用Q235鋼，拉耳與鋼管之間采用雙V坡口焊，為E43型焊條，一次施焊完成，表面盡量光滑，無夾渣和凹凸缺陷，盡量滿足焊接尺寸要求，裂紋長(zhǎng)度為精密切割的狹縫。另外，根據(jù)加載需要，設(shè)計(jì)制作了特定的加載支撐系統(tǒng)及夾具。

2.3測(cè)試點(diǎn)選擇及定位

實(shí)際測(cè)試中，選擇了應(yīng)變響應(yīng)對(duì)拉耳裂紋變化敏感的關(guān)鍵點(diǎn)作為模糊模式識(shí)別樣本，根據(jù)文獻(xiàn)[11]中拉耳表面各點(diǎn)應(yīng)變對(duì)裂紋長(zhǎng)度的敏感程度分析，并結(jié)合應(yīng)變片的尺寸及測(cè)量的可操作性，在敏感度最大的前20個(gè)節(jié)點(diǎn)中選擇10個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)作為測(cè)試點(diǎn)，關(guān)鍵點(diǎn)位置及編號(hào)如圖5所示。由于拉耳尺寸限制，根據(jù)試驗(yàn)拉耳兩側(cè)表面受力對(duì)稱的特點(diǎn)，將應(yīng)變片隔點(diǎn)粘貼在拉耳兩側(cè)，并選用敏感柵尺寸為0.5 mm×0.5 mm的電阻應(yīng)變片進(jìn)行節(jié)點(diǎn)應(yīng)變測(cè)量。在恒溫恒濕的試驗(yàn)條件下，選用1/4橋（多通道共用補(bǔ)償片）的連接方式進(jìn)行測(cè)試，粘貼應(yīng)變片的試件如圖6所示。

2.4試驗(yàn)加載過程

在索力-關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變-焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的兩級(jí)模式庫中，索力區(qū)間確定后，關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變與裂紋長(zhǎng)度一一對(duì)應(yīng)，因此，可通過測(cè)試索力均值作用下拉耳表面的關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變數(shù)據(jù)來進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)原型桅桿結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載作用下的風(fēng)振響應(yīng)分析及索力均值分級(jí)，試驗(yàn)中對(duì)試件進(jìn)行逐級(jí)加載，加載范圍為212～275 MPa，每6.3 MPa為一級(jí)，即34.98～45.38 kN，每1.04 kN為一級(jí)；在正式加載前先施加拉力41.25 kN進(jìn)行預(yù)加載，檢驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)備并消除試件與夾具之間的摩擦。

本文試驗(yàn)加載設(shè)備采用INSTRON1341電液伺服材料試驗(yàn)機(jī)，其荷載量程為±100 kN，荷載測(cè)量精度的相對(duì)誤差小于等于0.5%。應(yīng)變測(cè)量采用DH3817動(dòng)靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)，加載設(shè)備如圖7所示。

3試驗(yàn)結(jié)果與分析

試驗(yàn)過程中加載正常，受力平穩(wěn)，應(yīng)變數(shù)據(jù)顯示正常，各關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變?cè)谥鸺?jí)加載情況下線性關(guān)系良好，個(gè)別值有跳躍。將試驗(yàn)測(cè)得的應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，取持時(shí)階段的穩(wěn)定值為該索力值對(duì)應(yīng)的應(yīng)變測(cè)試值進(jìn)行分析。

3.1應(yīng)變數(shù)據(jù)對(duì)比

將2個(gè)相同擴(kuò)展裂紋長(zhǎng)度的試件所測(cè)得的關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變與模擬值對(duì)比，在索力243.5 MPa作用下不同焊縫擴(kuò)展長(zhǎng)度的試件應(yīng)變對(duì)比如圖8所示，其他索力作用下的關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變具有相似的對(duì)比結(jié)果。

由圖8可知，測(cè)量數(shù)據(jù)大多位于模擬數(shù)據(jù)上下兩側(cè)，數(shù)值相近，僅個(gè)別關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變測(cè)量值與模擬值差距較大，這主要是由于這些測(cè)點(diǎn)離裂紋太近，受裂縫影響而產(chǎn)生附加應(yīng)變，在實(shí)測(cè)中應(yīng)盡量避開。另外，相比模擬分析而言，試驗(yàn)測(cè)試受試件尺寸誤差、裂紋切割長(zhǎng)度誤差、測(cè)試系統(tǒng)誤差、應(yīng)變片定位誤差、裂紋周圍焊接殘余應(yīng)力等的影響，導(dǎo)致所測(cè)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)不完全相等，但2組試驗(yàn)數(shù)據(jù)均值與模擬數(shù)據(jù)吻合較好。

3.2焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度識(shí)別

由于桅桿結(jié)構(gòu)風(fēng)致響應(yīng)的不確定性，試驗(yàn)?zāi)Ｐ图皽y(cè)量誤差等導(dǎo)致焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度識(shí)別存在困難，而模糊模式識(shí)別對(duì)不確定性的數(shù)據(jù)處理具有強(qiáng)大的容錯(cuò)性，故采用公式（1）～（3）進(jìn)行隸屬度計(jì)算及長(zhǎng)度識(shí)別。索力243.5 MPa作用下試件裂紋長(zhǎng)度的識(shí)別結(jié)果如表1所示。

由表1可知：識(shí)別裂紋長(zhǎng)度與實(shí)際裂紋長(zhǎng)度基本相吻合，最大誤差為1 mm，相應(yīng)隸屬度在0.8之上，完全滿足工程診斷精度，其他受力情況下的識(shí)別結(jié)果與索力243.5 MPa時(shí)的識(shí)別情況基本一致。識(shí)別存在偏差及隸屬度不高主要由以下原因所致：①裂紋切割誤差、焊縫夾雜及應(yīng)變測(cè)試誤差；②受儀[LL]器電頻噪聲、周圍環(huán)境噪聲、電纜連接絕緣等因素的影響，電阻應(yīng)變片測(cè)量的應(yīng)變數(shù)據(jù)精度不足；③個(gè)別測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)無效導(dǎo)致樣本量減少。為了進(jìn)一步說明識(shí)別的具體過程，圖9給出了一組模型在不同索力作用下的裂紋長(zhǎng)度隸屬度。

由圖9可知：隸屬度在裂紋長(zhǎng)度區(qū)間具有明顯的峰值，可以直觀有效地識(shí)別出裂紋長(zhǎng)度，其他工況下的識(shí)別結(jié)果也具有顯著的峰值。在試驗(yàn)條件下，采用電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變，并采用兩級(jí)模糊模式識(shí)別方法是非常有效的，無論索力或裂紋長(zhǎng)度如何變化，由模糊模式庫計(jì)算隸屬度進(jìn)行裂紋識(shí)別均可將識(shí)別結(jié)果控制在可靠的區(qū)間內(nèi)，識(shí)別效果良好。

4結(jié)語

（1）綜合考慮纖繩索力和焊接裂紋長(zhǎng)度對(duì)拉耳應(yīng)變的影響，以拉耳表面應(yīng)變?yōu)榇R(shí)別樣本，采用兩級(jí)模糊模式識(shí)別方法對(duì)拉耳焊縫進(jìn)行損傷識(shí)別的技術(shù)是實(shí)現(xiàn)桅桿結(jié)構(gòu)拉耳智能安全預(yù)警技術(shù)的有效途徑。

（2）在應(yīng)變測(cè)量具有一定誤差的情況下，采用兩級(jí)模糊模式方法，最大隸屬度在裂紋長(zhǎng)度的有效區(qū)間內(nèi)存在明顯峰值，識(shí)別誤差最大為1 mm，滿足工程識(shí)別精度要求。模糊模式識(shí)別方法適用于隨機(jī)風(fēng)荷載作用下由于纖繩和桅桿耦合作用產(chǎn)生的復(fù)雜振動(dòng)所導(dǎo)致的拉耳疲勞損傷識(shí)別，具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐性。

（3）索力-拉耳關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變-焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度空間模糊模式庫能夠反映桅桿結(jié)構(gòu)在隨機(jī)風(fēng)荷載作用下纖繩索力及焊接裂縫擴(kuò)展時(shí)拉耳表面關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變的所有狀態(tài)；所選拉耳表面10個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的應(yīng)變對(duì)焊縫裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度具有足夠的敏感度，采用本文建立的隸屬度函數(shù)在應(yīng)變測(cè)量存在一定誤差的前提下識(shí)別結(jié)果仍具有很高的辨識(shí)度。

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