塔式起重机钢结构损伤诊断技术

　　《塔式起重机钢结构损伤诊断技术》一书以塔式起重机钢结构作为研究对象，以实现塔机钢结构在线损伤诊断为目的，系统研究了塔机钢结构损伤诊断方法。分析研究了正常状态、正常空载状态以及塔身钢结构损伤状态下塔机塔身*倾角特征模型，建立了空载状态下塔身钢结构损伤方位判断的倾角特征模型和塔机钢结构完好状态识别的时序刚度距模型；系统研究了基于支持向量机和位移变化率的塔机钢结构损伤诊断方法，将位移变化率作为支持向量机的输入量，进行训练和分类检验，对塔机的塔身钢结构损伤进行诊断，通过实验证明了方法的可行性；设计开发了塔机综合监测系统，该系统具有较强数据管理功能，结果可视，界面友好。

第1章　绪论

　1.1　研究的背景及意义

　1.2　结构损伤诊断技术的研究进展

　1.3　结构损伤识别方法存在的问题

　1.4　本书主要研究内容

第2章　塔式起重机塔身倾角模型研究

　2.1　引言

　2.2　塔机钢结构完好状态定义和损伤状态分类

　2.3　塔机工况

　2.4　塔机正常状态力学模型及坐标系的建立

　2.5　正常状态下塔身倾角特征模型的建立

　2.6　塔身钢结构损伤状态下倾角特征模型

　2.7　塔身钢结构损伤方位判断的实现算法

　2.8　实验验证

　2.9　本章小结

第3章　基于时间序列分析的塔机钢结构完好状态诊断研究

　3.1　时间序列分析理论

　3.2　时序分析法状态识别与故障诊断流程

　3.3　时序模型的距离判别函数

　3.4　基于时序模型的塔机钢结构完好状态诊断刚度距模型的建立

　3.5　模型验证

　3.6　本章小结

第4章　基于支持向量机的塔机钢结构损伤诊断研究

　4.1　统计学习理论

　4.2　支持向量机分类算法

　4.3　支持向量机核函数

　4.4　基于位移变化率和支持向量机的塔机钢结构损伤诊断研究

　4.5　本章小结

第5章　塔式起重机钢结构损伤诊断的实验研究

　5.1　塔机标准节主弦杆损伤诊断的实验研究

　5.2　塔机整机钢结构损伤诊断的实验研究

　5.3　本章小结

第6章　塔机综合监测系统开发研制

　6.1　塔机综合监测系统总体方案设计

　6.2　数据采集与处理系统

　6.3　塔机综合监测系统硬件系统设计

　6.4　塔机综合监测系统软件平台

　6.5　本章小结

第7章　结论与展望

　7.1　结论

　7.2　展望

参考文献

　　塔式起重机作为一类典型的大型工程机械，属于建筑施工中的一种高危特种设备。塔机发生故障，不仅需要专业人员进行维修、维护、机械停工，造成较大的经济损失，而且，一旦塔机发生倒塔事故，极有可能发生群死群伤的特大事故。塔机安全问题不仅涉及个体生命的安全与健康，而且对社会稳定和经济发展也有着极为重要的影响。对塔机进行健康监测，及时发现塔机存在的安全隐患，提高塔机运行的可靠性，减少或消除事故，已成为业内关注的焦点问题。

　　《塔式起重机钢结构损伤诊断技术》一书书结合国内外钢结构损伤诊断领域的发展现状及研究热点，以实现塔式起重机钢结构在线损伤诊断为目的，对塔机钢结构损伤诊断技术进行了深入系统的分析与研究。本书共分七章：章阐述了结构损伤诊断技术的研究方法及存在问题。第二章主要研究塔机塔身倾角模型，研究正常空载状态下、塔身钢结构损伤状态下的塔身倾角特征模型，以及塔身钢结构损伤方位判断的倾角特征模型。第三章研究塔机钢结构完好状态的判断准则，研究了塔机钢结构完好状态、严重超载状态以及人员违规操作识别的时序刚度距模型。第四章是基于支持向量机的塔机钢结构损伤诊断方法研究，提出了基于位移变化率和支持向量机的塔机钢结构损伤识别方法。第五章是塔机钢结构损伤诊断的实验研究。第六章是塔式起重机综合监测系统设计开发，开发的塔机综合监测系统平台集结构监测、损伤诊断、管理评估于一体，能够实现塔机钢结构损伤的实时识别、塔机工作环境和使用过程各项性能指标的实时监控。第七章总结了本书的研究内容，提出了未来的研究方向。

　　本书由山东建筑大学阎玉芹、宋世军，中国航空工业集团公司济南特种结构研究所史常胜，济南市特种设备检验研究院刁训林共同编著。在本书写作过程中得到了很多朋友和同行的热情帮助，在此向他们致以衷心的感谢！感谢山东富友公司在实验场地和实验设备方面提供的帮助，特别感谢王积永总经理在实验过程中给予的帮助。感谢冒着大雪帮助我们进行实验的山东省建筑科学研究院的李成伟研究员、冯功斌研究员、黄工以及富友公司的员工们。

　　为了反映国内外的研究成果，本书写作过程中引用了很多公开发表的论文及著作，这些资料给本书写作提供了丰富的借鉴空间，使作者受益匪浅。在此对这些资料的作者们一并表示感谢。

　　由于作者水平有限，书中不免有错误和不当之处，敬请读者不吝指正。

　　阎玉芹

　　于山东建筑大学

　　2016年7月