原文传递
平行钢丝拉索索力恒磁检测系统研制
| 论文题名： | 平行钢丝拉索索力恒磁检测系统研制 |
| 关键词： | 平行钢丝拉索;重型桥梁;索力检测;恒定磁场;分离变量法 |
| 摘要： | 平行钢丝拉索作为一种广泛应用于斜拉桥、悬索桥等缆索承重型桥梁的关键承载部件，其内部应力状态直接关系到桥梁的运营安全，故对拉索索力进行检测具有重要意义。平行钢丝拉索的大直径以及外部包裹的护套限制了传统电磁检测法的应用。基于此，本学位论文提出基于解析计算的拉索索力恒磁检测方法，设计制作基于平行钢丝拉索结构特征的索力检测传感器，研究开发索力检测算法与软件，最终研制出索力恒磁检测系统。 首先，提出基于解析计算的拉索索力恒磁检测方法。基于力磁效应，研究获取恒磁激励下拉索外磁场分布与索力关系原理，并在考虑拉索结构特征与力磁效应理论复杂性的基础上，实现基于场分布的索力恒磁测量。该方法能够突破单一磁特性参数索力测量的限制，为索力测量提供了一种新思路。 然后，构建并求解拉索索力恒磁检测用穿过式开放永磁磁路解析模型。采用简化面磁荷完成永磁体等效，对求解域进行分层，得到基于磁标位的拉普拉斯方程。采用分离变量法进行求解，通过在边界上施加齐次边界条件，采用截断区域特征函数展开法和传递矩阵法求解各层系数，实现全空间磁场解析求解。利用有限元仿真软件验证解析计算结果的正确性。 最后，开发完成拉索索力恒磁检测系统。基于解析计算要求，设计制作易于安装的磁化与测量机构。考虑解析模型与实际结构的区别，提出基于加权欧氏距离的匹配算法评价解析信号与实验信号接近程度，实现索力的标定与测量。开发与传感器相匹配的检测软件，完成索力检测系统研制。性能测试结果表明其测得索力的相对误差小于8%。 |
| 作者： | 刘有为 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 武新军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
