1.一种基于变幅小车加速度响应的门式起重机损伤检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:搭建变幅小车‑简支梁门式起重机体系,所述变幅小车设置在门式起重机的起重臂上,设置起重臂长度为L,门式起重机的单位长度质量为 门式起重机的材料弹性模量为E,门式起重机的截面惯性矩为I,变幅小车的质量为mv;
步骤2:在所述变幅小车上设置加速度传感器,所述变幅小车以移动速度v在门式起重机的起重臂上运动,所述加速度传感器实时采集变幅小车的加速度响应数据,并传递给快速傅里叶变化(FFT)转换模块;
所述变幅小车的加速度响应数据的表达式如下:
其中, 表示变幅小车的加速度响应, 表示n阶加速度响应系数,i表示数学虚数,ωTn表示简支梁体系结构的n阶频率,t表示时间,n表示响应阶数,1≤n≤M,M表示阶数范围;v表示变幅小车速度,L表示门式起重机长度;
步骤3:所述快速傅里叶变化(FFT)转换模块对变幅小车的加速度响应数据进行变换,得到加速度频谱图;
步骤4:根据所述加速度频谱图,识别得到门式起重机的模态参数;
根据所述加速度频谱图的峰值分布情况,得到门式起重机的模态参数,所述模态参数包含门式起重机的固有频率和振型,所述固有频率包含门式起重机的左频和右频;
步骤5:根据所述模态参数或加速度响应数据,检测识别门式起重机的损伤情况;
用于检测识别门式起重机的损伤情况的方法或者是:
a、基于固有频率变化的损伤识别方法;
b、基于振型变化的损伤识别方法;
c、基于柔度变化的损伤识别方法;
d、基于小波变换的损伤识别方法。
2.根据权利要求1所述的基于变幅小车加速度响应的门式起重机损伤检测方法,其特征在于:在所述步骤2中,所述门式起重机的n阶频率ωTn表达式如下:所述变幅小车的n阶加速度响应系数 表达式如下:
其中,A1,n,A2,n,A3,n为变幅小车的n阶响应系数,表达式如下:其中,Δst,n为门式起重机形变量,Sn为变幅小车的速度变量,表达式如下:2
其中,g表示重力加速度,g=9.8m/s。
3.根据权利要求1所述的基于变幅小车加速度响应的门式起重机损伤检测方法,其特征在于:在所述步骤4中,所述门式起重机的左频ωTn1的表达式如下:所述门式起重机的右频ωTn2的表达式如下:
4.根据权利要求1所述的基于变幅小车加速度响应的门式起重机损伤检测方法,其特征在于:在所述步骤2中,所述变幅小车的运动速度v控制在门式起重机最大变幅速度的
25%‑80%。
5.根据权利要求1所述的基于变幅小车加速度响应的门式起重机损伤检测方法,其特征在于:在所述步骤1中,所述变幅小车上连接有挂钩,该挂钩上挂有吊物,所述吊物的重量控制在门式起重机最大吊起重量的25%~60%。
6.根据权利要求1所述的基于变幅小车加速度响应的门式起重机损伤检测方法,其特征在于:在所述步骤5中,所述基于固有频率变化的损伤识别方法如下:搭建变幅小车‑简支梁门式起重机,在门式起重机发生损伤前,通过变幅小车在门式起重机上运动,获取损伤前所述变幅小车的加速度响应数据,并进行快速傅里叶变换,得到损伤前加速度频谱图,并通过所述损伤前加速度频谱图识别得到损伤前门式起重机固有频率;
在门式起重机发生损伤后,通过变幅小车在门式起重机上运动,获取损伤后所述变幅小车的加速度响应数据,并进行快速傅里叶变换,得到损伤后加速度频谱图,并通过所述损伤后加速度频谱图识别得到损伤后门式起重机固有频率;
将所述损伤前门式起重机固有频率和损伤后门式起重机固有频率进行比较,从而得到门式起重机的损伤结果。
7.根据权利要求1所述的基于变幅小车加速度响应的门式起重机损伤检测方法,其特征在于:在所述步骤5中,基于振型变化的损伤识别方法如下:(1)搭建变幅小车‑简支梁门式起重机,通过变幅小车在门式起重机上运动,获取所述变幅小车的加速度响应数据,(2)对所述变幅小车的加速度响应数据进行快速傅里叶变换,得到加速度频谱图,并识别得到门式起重机的频率;
(3)采用带通滤波法(BPS),提取所述加速度响应数据中与门式起重机频率相关的响应数据;
(4)利用希尔伯特变化获得所述响应数据的瞬时振幅;
(5)从所述瞬时振幅中得到门式起重机振型;
(6)对所述门式起重机振型进行正则化处理;
(7)通过振型曲率法或振型变化图形法识别门式起重机的损伤情况。