1、海洋蘊(yùn)含著極為豐富的資源,海洋平臺作為海洋資源開發(fā)的基礎(chǔ)性設(shè)施,是海上生產(chǎn)作業(yè)和活動的基地,因此海洋平臺健康狀況檢測是海洋平臺安全與防護(hù)的重要一環(huán),及時發(fā)現(xiàn)海洋平臺結(jié)構(gòu)中的裂紋對預(yù)防事故的發(fā)生具有重要意義。聲發(fā)射技術(shù)作為一種新型動態(tài)的檢測技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域,研究海洋平臺結(jié)構(gòu)的聲發(fā)射檢測技術(shù),有利于實現(xiàn)對海洋平臺健康狀況的實時掌握。本文針對海洋平臺結(jié)構(gòu)聲發(fā)射檢測中的傳感器布置及聲源定位進(jìn)行了研究,目的在于利用相對較少的傳感器實現(xiàn)海

2、洋平臺結(jié)構(gòu)的全局檢測,為海洋平臺結(jié)構(gòu)的安全評估和健康診斷提供依據(jù)。
　　 本文以導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)模型為研究對象,在理論分析導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)模型中裂紋形成和擴(kuò)展所產(chǎn)生聲發(fā)射波的傳播特性的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了能量衰減特性的試驗研究,并基于能量衰減進(jìn)行了聲發(fā)射傳感器布置的研究,通過聲發(fā)射檢測試驗進(jìn)行了聲發(fā)射源定位的研究。
　　 在預(yù)制的導(dǎo)管架海洋平臺結(jié)構(gòu)模型上,進(jìn)行斷鉛模擬聲發(fā)射源實驗,測量計算出平均實際波速約為3487m/s,信號幅值

3、在距聲源的距離增大到一定值時呈現(xiàn)明顯的衰減規(guī)律,為確定最大傳感器間距并進(jìn)行傳感器布置提供了依據(jù)。
　　 在導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)模型的一個管節(jié)點處,進(jìn)行了能量衰減特性的試驗研究,推導(dǎo)出能量衰減系數(shù)α的取值范圍為0.30～1.70,在不同支撐上距聲源位置相同距離處,衰減系數(shù)不盡相同。這是因為實際結(jié)構(gòu)介質(zhì)并非完全彈性介質(zhì),波在傳播時不僅由于幾何因素(即隨著波陣面的擴(kuò)大,彈性波的能量將分布在更大的體積內(nèi),從而使得單位體積內(nèi)的能量減小)而按照一

4、定的比例衰減,它還受到結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸等多種因素的影響,所以在實際傳播過程中的衰減要更復(fù)雜,通過試驗研究也證明了這一點。
　　 根據(jù)管節(jié)點處能量衰減特性試驗研究的結(jié)論,首次提出基于能量衰減的傳感器布置方法,初步推導(dǎo)出試驗?zāi)Ｐ偷脑徒Y(jié)構(gòu)全局檢測共需布置22個傳感器,并得出了傳感器的布置結(jié)構(gòu)。聲發(fā)射傳感器布置的研究是海洋平臺結(jié)構(gòu)聲發(fā)射研究中的關(guān)鍵一環(huán)。但是,聲發(fā)射傳感器的布置跟平臺結(jié)構(gòu)材料、尺寸等因素息息相關(guān),有關(guān)的理論研究少之又少

5、,現(xiàn)階段均需要通過試驗獲取有用數(shù)據(jù)。
　　 最后根據(jù)聲發(fā)射源定位的原理,采用時差線定位法對導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)模型的一條主腿進(jìn)行了聲發(fā)射源模擬試驗。從試驗結(jié)果來看,實際聲源位置與試驗所得位置間的誤差在7mm以內(nèi),測定出的聲源位置比較合理。從而驗證了應(yīng)用時差線定位法對導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)的某一支撐進(jìn)行單一損傷位置確定(即聲源定位)的可行性。
　　 綜合試驗結(jié)果及分析可知,聲源定位精度的關(guān)鍵影響因素是聲發(fā)射波的衰減及疊加,同時,定位方法