具有損傷自動診斷功能的智慧型高聳結構系統的基礎研究

《具有損傷自動診斷功能的智慧型高聳結構系統的基礎研究》是依託武漢理工大學，由瞿偉廉擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：具有損傷自動診斷功能的智慧型高聳結構系統的基礎研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：瞿偉廉
• 依託單位：武漢理工大學

項目摘要

高聳結構，包括輸電塔、通信桅桿和電視塔，是一類套用廣泛的土木工程結構。我國每年都會發生多座高聳結構風致倒塌破壞的重大工程事故，並造成重大的經濟損失。由於高聳結構是輸送國民經濟建設血液的生命線工程，因此防止此類事故的發生是當前國家建設的重中之重的任務。本項目針對引起高聳結構風致倒塌破壞主要的三種結構損傷（節點連線螺栓脫落、桿件的低周累積塑性疲勞、節點板的高周累積裂紋疲勞），研究建立具有損傷自動診斷功能的智慧型高聳結構系統的基本理論及其系統集成的技術，以實現當這三類結構損傷一旦發生，系統就會依據實時自動採集的高聳結構的風致回響，自動識別出損傷發生的位置和程度，並將它們和它們對結構安全的影響通過人機互動界面及時告知用戶。以使用戶能及時維修，保證高聳結構在使用中的安全。顯然，本項目的研究成功對減少我國每年都要發生的高聳結構風致倒塌的工程事故將具有重大的意義。

結題摘要

高聳結構，包括輸電塔、通信桅桿等，是一類套用廣泛的土木工程結構。我國每年都會發生多座高聳結構風致倒塌破壞的重大工程事故，並造成重大的經濟損失。由於高聳結構是輸送國民經濟建設“血液”的生命線工程，因此防止此類事故的發生是當前國家建設的重中之重的任務。針對高聳結構風致倒塌的原因，本項目申請了“具有損傷自動診斷功能的智慧型高聳結構系統的基礎研究”的研究課題。本項目深入地研究了災害風作用下高聳結構的風致倒塌破壞的機理，其中創建了下擊暴流災害風的多尺度混合模擬方法，建立了高聳結構風致倒塌的有限元分析模型，分析了高聳結構風致倒塌過程中結構構件的破壞，確定了會引起高聳結構風致倒塌的可能的結構損傷。針對引起高聳結構風致倒塌破壞主要的三種結構損傷（法蘭拼裝節點螺栓脫落損傷、塔身壓彎主桿彈塑性失穩損傷、結構焊接結點板焊縫的高周“焊接-風致“累積疲勞裂紋萌生損傷），本項目提出了三種結構損傷的診斷方法。研發了光纖聲發射感測系統智慧型材料器件，完成了具有損傷自動診斷功能的智慧型高聳結構模型系統的集成，並進行了試驗。研究結果表明：項目組創建的“具有損傷自動診斷功能的智慧型高聳結構系統”能完成對引起高聳結構風致倒塌的三種結構損傷的自動診斷，實現對高聳結構抗倒塌的安全預警。這樣，當災害風作用下這三類結構損傷一旦發生，智慧型高聳結構系統就會依據實時自動採集的高聳結構的風致回響，自動識別出損傷發生的位置，並將它們通過人機互動界面及時告知用戶”。以使用戶能及時維修，保證高聳結構在使用中的安全。顯然，本項目的研究成功對減少我國每年都要發生的高聳結構風致倒塌的工程事故將具有重大的意義。