基于时间反演的螺栓球节点连接状态监测研究

• 作者: 张端 杨松森 刘客 董金慧 徐菁
• 来源期刊: 空间结构
• 学科: 工学
• 关键词: 大跨度空间钢结构 螺栓球节点 压电陶瓷片 时间反演技术 数值模拟 损伤监测
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 页码范围: 79-85
• 页数: 7页
• 分类号: TU356
• 语种: 中文
• DOI: 10.13849/j.issn.1006-6578.2022.01.079

摘要

对于空间结构螺栓球节点连接,由于连接螺栓位于节点内部,导致内部螺栓发生松动较难被发现.提出了一种基于时间反演的螺栓球节点松动监测方法.利用ABAQUS软件建立螺栓球节点连接模型,获得螺栓预紧力和连接接触面积之间的相关关系.结合螺栓连接接触面积理论可知,节点松动发生时,球节点和杆件间的相对接触面积减小,影响应力波在传感器之间的传播和衰减,为所提方法提供了理论基础.设计制作了一个缩尺网架模型,通过对套筒施加不同的扭矩来模拟螺栓球节点的不同松动状态,在螺栓球和杆件表面粘贴压电陶瓷片作为驱动器和传感器,以应力波信号的聚焦峰值作为松动指标,利用时间反演技术实现对螺栓球节点连接状态的监测.通过模型试验验证了本文方法的有效性,以期为螺栓球节点连接的空间结构安全运营提供一定的保证.