1.一种基于IMF瞬时能量曲率差值的井架钢结构损伤识别方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1,对井架钢结构进行模态分析确定井架钢结构低阶振动模态,对井架钢结构进行瞬态动力学分析提取不同部位的振动响应;
步骤2,对提取的振动响应进行傅立叶频谱分析,依据井架钢结构低阶振动模态,确定井架钢结构低阶振动频率;
步骤3,选取合适的截止频率,采用带通滤波的方法,提取井架钢结构的1阶模态振动响应;
步骤4,对提取的井架钢结构1阶模态振动响应进行EMD分解,选取主要的IMF分量;
步骤5,计算所选取的IMF分量的瞬时能量,选取参考点计算IMF瞬时能量相对值,通过中央差分法近似计算IMF瞬时能量曲率;
步骤6,计算井架钢结构损伤前后IMF瞬时能量曲率差值,识别损伤位置及分析损伤程度。
2.根据权利要求1所述的基于IMF瞬时能量曲率差值的井架钢结构损伤识别方法,其特征在于:步骤1中,提取低阶振动模态的前四阶模态;
第一阶振型表现为整体左右方向一阶弯曲振动,顶部振动明显;
第二阶振型表现为整体前后方向一阶弯曲振动,顶部振动明显;
第三阶振型是弯扭的耦合振动,顶部扭振明显;
第四阶振型表现为整体左右方向二阶弯曲振动;
振动响应为1阶模态振动方向上的响应;
所述整体左右方向为X-Z平面方向,所述整体前后方向为Y-Z平面方向。
3.根据权利要求1所述的基于IMF瞬时能量曲率差值的井架钢结构损伤识别方法,其特征在于:步骤2中,低阶振动频率为参照1阶模态频率,确定振动响应傅里叶谱中的较低频率。
4.根据权利要求1所述的基于IMF瞬时能量曲率差值的井架钢结构损伤识别方法,其特征在于:步骤3中,截止频率是参照振动响应傅里叶谱中的较低频率确定。
5.根据权利要求1所述的基于IMF瞬时能量曲率差值的井架钢结构损伤识别方法,其特征在于:步骤4中,主要IMF分量选用1阶IMF分量。
6.根据权利要求1所述的基于IMF瞬时能量曲率差值的井架钢结构损伤识别方法,其特征在于,步骤5中所述IMF瞬时能量曲率的具体计算步骤如下:信号x(t)的Hilbert谱可表示为:式中,RE表示取实部,ai(t)为第i阶IMF分量的瞬时幅值函数,ωi(t)为第i阶IMF分量的瞬时频率;n为信号经EMD分解后IMF分量的数目;e为自然底数;j为虚数单位;
信号x(t)的瞬时能量可定义为:
E(t)=∫H2(ω,t)dω
式中,ω表示瞬时频率,t表示时间;
对于某个IMF分量来说,其瞬时能量为:
Ei(t)=∫H2(ωi,t)dω
ωi表示第i阶IMF分量的瞬时频率,t表示时间;
IMF瞬时能量的相对值:
Ei为结构不同部位的IMF瞬时能量,E0为结构参考部位IMF瞬时能量;
IMF瞬时能量曲率:
Ri为井架钢结构计算部位的IMF瞬时能量相对值;Ri+1,Ri-1为井架钢结构计算部位前后相邻处的IMF瞬时能量相对值;l为相邻部位之间的距离。
7.根据权利要求1所述的基于IMF瞬时能量曲率差值的井架钢结构损伤识别方法,其特征在于:步骤6中所述的IMF瞬时能量曲率差值为:ΔΦi=Φui-Φdi
式中,Φui为井架钢结构损伤前IMF瞬时能量曲率;Φdi为井架钢结构损伤后IMF瞬时能量曲率。