[发明专利]桅杆结构拉耳节点子结构风致累积疲劳损伤自诊断系统

权利要求书

1.一种桅杆结构拉耳节点子结构风致累积疲劳损伤自诊断系统，其特征在于，包括：

位移测量仪，位于邻近桅杆结构处，用于测量桅杆结构拉索所在节点层的瞬时风致位移时程响应；

拉索索力确定模块，与所述位移测量仪连接，用于根据所述位移测量仪测量的桅杆结构拉索所在节点层的瞬时风致位移时程响应以及各根拉索的等效非线性弹簧系数确定桅杆结构各根拉索的瞬时索力时程响应；

焊接残余应力确定模块，用于确定桅杆结构拉耳节点子结构与主桅杆竖杆焊缝位置最危险点处经部分消除后的焊接残余应力场；

拉耳子结构风致应力场确定模块，与所述拉索索力确定模块以及所述焊接残余应力确定模块连接，用于根据桅杆结构拉耳节点子结构材料的弹塑性，将所述焊接残余应力确定模块确定的焊缝位置最危险点处经部分消除后的焊接残余应力场与所述拉索索力确定模块确定的桅杆结构各根拉索的瞬时索力时程响应进行迭加，确定焊缝位置最危险点处的风致动应力场；

疲劳裂纹萌生程度实时分析模块，与所述拉耳子结构风致应力场确定模块连接，用于根据所述拉耳子结构风致应力场确定模块确定的焊缝位置最危险点的风致动应力场并依据累积疲劳裂纹萌生的临界面法，确定桅杆结构拉耳节点子结构焊缝位置最危险点的累积疲劳程度；根据所述最危险点的累积疲劳程度分析桅杆结构拉耳节点子结构焊缝位置最危险点与累积疲劳裂纹萌生之间的差距，对累积疲劳裂纹作出预警；以及

人机交互界面，与所述疲劳裂纹萌生程度实时分析模块连接，用于向用户显示所述疲劳裂纹萌生程度实时分析模块分析的结果。

2.如权利要求1所述的桅杆结构拉耳节点子结构风致累积疲劳损伤自诊断系统，其特征在于，还包括：

声发射传感器，位于桅杆结构拉耳节点子结构处，用于测量桅杆结构拉耳节点子结构的初始裂纹走向数据；

应变传感器，位于桅杆结构拉耳节点子结构的关键点处，用于测量桅杆结构拉耳节点子结构的关键点的应力；

疲劳裂纹扩展确定模块，与所述声发射传感器以及所述应变传感器连接，用于根据所述声发射传感器测量的初始裂纹走向数据及所述应变传感器测量的关键点的应力，基于裂纹长度与关键点应力关系模式库以及模糊模式识别方法，确定对应于桅杆结构拉耳节点子结构的关键点的应力的裂纹扩展长度；以及

极限裂纹长度和断裂分析模块，与所述疲劳裂纹扩展确定模块以及所述人机交互界面连接，用于根据桅杆结构拉耳节点子结构材料的断裂韧性获取极限断裂裂纹长度，根据所述疲劳裂纹扩展确定模块确定的裂纹扩展长度以及所述极限断裂裂纹长度分析桅杆结构拉耳节点子结构的疲劳裂纹与裂纹断裂之间的差距，并将分析的结果发送至所述人机交互界面显示。

3.如权利要求2所述的桅杆结构拉耳节点子结构风致累积疲劳损伤自诊断系统，其特征在于，还包括：

数据库，与所述位移测量仪、拉索索力确定模块、声发射传感器、应变传感器以及疲劳裂纹扩展确定模块连接，用于存储所述位移测量仪测量的瞬时风致位移时程响应以及所述声发射传感器测量的初始裂纹走向数据及所述应变传感器测量的关键点的应力。

4.如权利要求1所述的桅杆结构拉耳节点子结构风致累积疲劳损伤自诊断系统，其特征在于，所述焊接残余应力确定模块包括：

焊接残余应力场计算子模块，用于根据桅杆结构拉耳节点子结构与主桅杆结构竖杆焊接的施工工艺参数、焊接源的温度、桅杆结构拉耳节点子结构材料的热塑性参数和热线膨胀系数，按施工次序计算桅杆结构拉耳节点子结构与主桅杆竖杆焊缝处的焊接残余应力场；

焊缝位置最危险点确定子模块，与所述焊接残余应力场计算子模块连接，用于根据所述焊接残余应力场计算子模块计算的焊接残余应力场以及基于等效应力最大原则确定焊缝位置最危险点；

部分消除焊接残余应力场确定子模块，与所述焊缝位置最危险点确定子模块以及所述拉耳子结构风致应力场确定模块连接，用于根据所述焊缝位置最危险点确定子模块确定的焊缝位置最危险点并按施工工艺中消除焊接残余应力的工序，确定焊缝位置最危险点处经部分消除后的焊接残余应力场。