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        基于小波分析的托卡馬克真空室環(huán)形封閉殼體缺陷無損評價

        2013-12-04 03:17:14陳玲莉陳振茂彭海強(qiáng)梁佳宇
        無損檢測 2013年7期
        關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)分析

        陳玲莉,陳振茂,彭海強(qiáng),梁佳宇

        (西安交通大學(xué) 航天航空學(xué)院 機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與振動國家重點實驗室,西安 710049)

        近十幾年來,基于結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)特性的無損檢測方法已經(jīng)成為工程結(jié)構(gòu)損傷檢測領(lǐng)域的研究熱點,同時基于結(jié)構(gòu)全局振動信號的小波分析方法在損傷檢測中也愈來愈受到關(guān)注。對于梁、桁架及建筑結(jié)構(gòu)等的損傷檢測[1-3]已證實小波分析方法在損傷檢測方面的實用性和有效性。小波變換是一種時間-尺度信號分析方法,同時又是一種時間-頻率分析方法,具有優(yōu)良的特性,被譽(yù)為信號分析的顯微鏡。在結(jié)構(gòu)振動狀態(tài)監(jiān)測中,信號波形發(fā)生突變點往往包含結(jié)構(gòu)狀態(tài)的重要信息,因此結(jié)構(gòu)動態(tài)信號突變點的監(jiān)測與分析對損傷檢測具有重要意義。然而對于工程中常用的一類封閉殼體結(jié)構(gòu),特別是環(huán)形旋轉(zhuǎn)封閉殼體結(jié)構(gòu)(如托卡馬克真空室),基于動態(tài)響應(yīng)信號、利用小波分析方法進(jìn)行缺陷的無損評價目前未見研究報道。

        筆者主要基于結(jié)構(gòu)損傷前后的動態(tài)應(yīng)變能變化率信號,通過Sym4、DB4、Mexh、Haar四種小波函數(shù)連續(xù)變換對該類結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷定位定量識別。因為結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷將導(dǎo)致小波變換系數(shù)極值點改變,所以可以通過結(jié)構(gòu)損傷前后信號的小波變換系數(shù)極值變化確定結(jié)構(gòu)具體損傷位置和損傷程度。

        1 小波分析托卡馬克真空室封閉殼體損傷識別

        1.1 損傷結(jié)構(gòu)的有限元模型

        托卡馬克真空室是國際熱核聚變堆(ITER)中主要部件之一,它是一個封閉環(huán)形、橫截面為“D”形的雙層不銹鋼高真空殼體結(jié)構(gòu),雙層殼體之間安裝大量的用于屏蔽中子流和防止輻射的屏蔽單元,并有大量支持雙層殼體結(jié)構(gòu)的加筋肋板和支持內(nèi)部包塊的導(dǎo)管等。

        以托卡馬克真空室單層封閉環(huán)形殼體(圖1)為研究對象,設(shè)殼體厚度h=0.06 m,彈性模量E=2.07×1011Pa,密度ρ=7.83×103kg·m-3,泊松比μ=0.282。通過ANSYS進(jìn)行瞬態(tài)電磁力作用下的結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)數(shù)值的模擬,單元類型shell63,共劃分3 040個單元。因為封閉殼中部環(huán)向支撐在TF(Toroidal Field,環(huán)向線圈)線圈上,模擬計算中將中部環(huán)向所有節(jié)點設(shè)定為固定約束。并利用剛度下降法(即彈性模量下降百分比)來模擬結(jié)構(gòu)多處單元不同損傷程度。假定結(jié)構(gòu)在單處或者多處損傷是沿殼體厚度均勻分布,可利用彈性模量下降模擬單元損傷[5-7],即:

        式中:E為無損傷時單元彈性模量;Ed為單元局部損傷程度(彈性模量下降百分比);E1為損傷后的單元彈性模量。

        單層封閉殼體完好和多處損傷有限元模型如圖1所示。假設(shè)三種損傷工況如下:

        (1)單處損傷:1 502號單元50%損傷;(2)兩處損傷:1 502號單元50%損傷,1 290號單元20%損傷;(3)三處損傷:1 502號單元50%損傷,1 290號單元20%損傷,1 684號單元80%損傷。

        圖1 托卡馬克真空室封閉單層殼體損傷有限元模型

        1.2 動態(tài)應(yīng)變能信號提取

        根據(jù)參考文獻(xiàn)[7],筆者把動態(tài)應(yīng)變能變化率ΔE作為小波分析信號,其定義為式(2)~(4)。

        損傷前動態(tài)應(yīng)變能:

        損傷后動態(tài)應(yīng)變能:

        動態(tài)應(yīng)變能變化率:

        式中:Eij和分別為結(jié)構(gòu)損傷前后第j個單元在i時刻的動態(tài)應(yīng)變能;Kij和分別為結(jié)構(gòu)損傷前后第j個單元在i時刻的剛度;Uij和分別為損傷前后第j個單元在i時刻的動態(tài)位移;T 表示向量或矩陣的轉(zhuǎn)置。

        1.3 小波分析結(jié)構(gòu)多處缺陷無損評價

        在等離子體線性大破裂時托卡馬克真空室內(nèi)壁會受到復(fù)雜的瞬態(tài)電磁力作用,參考文獻(xiàn)[8]提供的電磁力變化如圖2所示。數(shù)值模擬在電磁力作用下真空室內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)瞬態(tài)響應(yīng),提取真空室內(nèi)層封閉殼體結(jié)構(gòu)損傷前后的單元動態(tài)應(yīng)變能變化率作為小波分析輸入信號,分別選擇Sym4、DB4、Mexh、Haar四種小波基函數(shù)在不同尺度因子(1,20,50,100)下進(jìn)行多損傷評價研究。

        圖2 真空室電磁力隨時間變化情況

        由于篇幅限制,筆者僅給出Sym4小波變換部分檢測圖,如圖3,4所示。圖中縱軸小波變換系數(shù)峰值表示結(jié)構(gòu)的損傷程度,橫坐標(biāo)表示損傷單元的位置。

        1.4 四種小波函數(shù)在不同尺度因子下分析精度對比

        表1給出四種小波函數(shù)在不同尺度因子(1,20,50,100)下的不同損傷工況定量分析精度對比,其中“精度”是指單元剛度下降值(例如:單元損傷50%對應(yīng)表中的數(shù)據(jù)是0.5,80%對應(yīng)的是0.8。通過表1精度分析對比可見:

        表1 不同尺度因子、函數(shù)下1 502號單元損傷50%(0.5)和1 684號單元損傷80%(0.8)的分析精度對比

        (1)四種小波函數(shù)對結(jié)構(gòu)多處損傷位置和損傷程度都有著良好的識別效果。

        (2)對于損傷程度,四種小波函數(shù)均在尺度因子為20時分析精度為最好。

        (3)因為Sym4小波函數(shù)是Db4小波函數(shù)的改進(jìn),所以可以看出,這兩種小波函數(shù)連續(xù)小波變換的精度基本一致,實際應(yīng)用時可任選其一。

        (4)對于多處損傷定量識別,隨著尺度因子增大,小波分析可能會“湮沒”一些真實的較小損傷位置;對于Sym4來說,在尺度因子為20的識別精度比Haar和Db4小波精度好;而Mexh小波函數(shù)在小尺度因子下的識別精度要比Sym4、Haar和Db4小波函數(shù)識別精度要好得多。

        2 結(jié)語

        筆者基于托卡馬克封閉環(huán)形封閉殼體結(jié)構(gòu)簡化模型,通過瞬態(tài)電磁力作用下動態(tài)響應(yīng)數(shù)值模擬,提取結(jié)構(gòu)損傷前后的動態(tài)應(yīng)變能變化率作為小波分析信號,利用四種常用小波變換函數(shù),對結(jié)構(gòu)單處、兩處、三處損傷工況進(jìn)行了詳細(xì)數(shù)值模擬研究,得到了良好的損傷識別效果,通過精度評價對比,證明四種小波函數(shù)分析對環(huán)形封閉殼體結(jié)構(gòu)多損傷定位定量識別方法的實用和有效性。另外在實用中不僅要選擇合適的小波基函數(shù),同時最關(guān)鍵的是確定合適的尺度因子(不能太大或太?。?,要通過多次分析計算才能得到精度較高的定量識別結(jié)果。

        [1] 任宜春,林琳,馬石成.基于小波分析的梁損傷識別方法初探[J].建筑技術(shù)開發(fā),2004,31(2):8-9.

        [2] 吳浩中,戴小文,王開文.小波變換在擺式列車傾擺控制系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用研究[J].機(jī)械強(qiáng)度,2003,25(1):12-15.

        [3] DOUKA E,LOUTRIDIS S,TROCHIDIS A.Crack identification in beams using wavelet analysis[J].International Journal of Solids and Structures,2003,40:3557-3569.

        [4] LOUTRIDIS S,DOUKA E,TROCHIDIS A.Crack identification in double-cracked beams using wavelet analysis[J].Journal of Sound and Vibration,2004,277:1025-1039.

        [5] 劉濤,李愛群,丁幼亮.小波分析在結(jié)構(gòu)損傷識別中的應(yīng)用[J].地震工程與工程振動,2008,28(2):29-35.

        [6] 陳建云,王志華.小波分析在圓柱殼結(jié)構(gòu)損傷檢測中的應(yīng)用研究[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報,2007,24(3):456-459.

        [7] 張吉剛,劉紅緒,胡躍兵.基于模態(tài)應(yīng)變能的橋梁損傷識別[J].四川建筑,2007,27(4):119-121.

        [8] 蔡立君,冉紅.等離子體破裂時HL—2M 真空室結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析[J].核聚變與等離子體物理,2011,31(2):127-132.

        [9] 宋云濤,彭玉華.HALO 電流作用下的EAST 真空室載荷分析[J].核聚變與等離子體物理,2007,27(3):222-226.

        [10] 趙玲,李愛群.基于單元應(yīng)變能變化率的結(jié)構(gòu)損傷識別方法[J].東南大學(xué)學(xué)報,2007,37(6):1052-1056.

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