GB/T 23714-2009 机械振动与冲击 结构状态监测的性能参数 GB/T23714-2009 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS.17. 160;91. 120. 25
中华人民共和国国家标准國
GB/T23714-2009/IS016587:2004机械振动与冲击
结构状态
监测的性能参数
Mechanical vibration and shockPerformance parameters for conditionmonitoring of structures
(ISO 16587:2004,IDT)
2009-04-24发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局数码防伪
中国国家标准化管理委员会
2009-12-01实施
规范性引用文件
术语和定义
监测参数和限值
测量方法和数据处理
缺陷诊断
附录A（资料性附录）性能参数和测量传感器及系统举例参考文献·
GB/T23714—2009/ISO16587:2004I
GB/T23714—2009/IS016587:2004本标准等同采用ISO16587：2004《机械振动与冲击结构状态监测的性能参数》（英文版）。本标准等同翻译ISO16587：2004。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改：——用“本标准”代替“本国际标准”；一删除了国际标准前言，重新编写了本标准的前言；一对ISO16587：2004引用的其他国际标准，有被等同采用为我国标准的，用我国标准代替对应的国际标准，未被等同采用为我国标准的直接引用国际标准。本标准的附录A为资料性附录。
本标准由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会（SAC/TC53)提出并归口。本标准负责起草单位：郑州机械研究所。本标准参加起草单位：清华大学、交通部公路研究所、国电北京电力建设研究院、大连理工大学。本标准主要起草人：韩国明、王宗纲、刘文峰、杨细望、朱彤。m
GB/T23714—2009/IS016587：2004引言
本标推提供应用参数进行结构状态监测的指南，这些参数通常用于测量或监测结构的性能，如位移、应变、振动、沉降、转动、温度和基础孔隙水压力。本标准编写与GB/T20471和GB/T22393(ISO17359)协调一致。本标准中提供的信息将由ISO18431补充，ISO18431将分成若干部分发布。IV
1范围
GB/T23714—2009/ISO16587:2004机械振动与冲击结构状态免费标准下载网bzxz
监测的性能参数
本标准给出了评估结构状态的性能参数，包括测量的类型、设定允许性能限值的因素、为建造统一的数据库进行的参数数据采集以及国际上接受的测量指南（例如术语、传感器校准、传感器安装和认同的传递函数技术）。
本方法与结构的在役监测有关，而且包括了结构作为一个整体运作必需的所有部件和子组件。监测可在结构的整个寿命周期内持续进行。注1：图1是一个流程图，显示了本标准如何使用户由最初对结构状态监测的需求，直到定出相应的性能参数的过程。后续标准将涉及这些参数的测量与处理。本标准假定已经存在对结构状态监测的“高级”需求。注2：关于运用资产标识和可靠性/关键性审核来识别这种需求的指南包括在GB/T22393(ISO17359)中。本标准适用的行业领域包括：
建筑工程；
一地下结构；
一运输；
发电；
石油和天然气；
—休闲和娱乐业。
本标准适用的固定结构，如：
建筑物；
桥梁与隧道；
塔、杆和天线；
—油罐与简仓；
一护堤墙与坝；
栈桥和其他岸边结构；
一近海钻井平台；
—压力容器；
一管道。
本标准不适用于非固定结构（如自推进船只)和移动结构（如自升式近海钻井平台）。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。ISO2041:1990振动与冲击词汇
GB/T23714-—2009/ISO16587:20043术语和定义
ISO2041中给出的以及下述术语和定义适用于本标准。3.1
白defect
结构缺陷
structural defect
结构的任何部件或组件的状态劣化或出现反常行为。注：它可能导致结构失效。
失效failure
结构失效structural failure
结构丧失完成其要求功能的能力。注：它一般发生在结构的一个或更多部件处于缺陷状态时(或是服役极限状态，或是最终极限状态)。也就是说，失效是区别于故障的事件，故障是一种状态。3.3
性能参数performanceparameter结构性能参数structuralperformanceparameter一个或多个特征量，如位移、速度、沉陷、转动和加速度。注：性能是由一个或多个参数的测和计算导出的。这些参数可以单独地或共同地提供特征盘的信息。依据经受的载荷类型，性能可以用静态、准静态或动态参数描述。3.4
直baselinevalues
基线值
在具体的载荷配置和规定的环境条件下测定的参数值或导出量，它可以存储或保存作为基准值或特性图。
注：基线值通常强烈地依赖于温度。3.5
结构structure
固定结构stationarystructure
固定的工程人工制成品。
举例：
陆地结构，如建筑物或桥梁；
海岸结构，如栈桥；
近海结构，如固定式石油生产平台和管道。3.6
极限状态limit state
区域的边界，在其中结构被认为是满足设计准则的。注：极限状态分为最终极限状态和服役极限状态。3.7
最终极限状态
ultimatelimitstate
与倒塌或其他形式的结构失效有关的状态，它可能危及结构的安全。注：最终极限状态的前景被认为会引起失效。2
服役极限状态servicelimit stateGB/T23714—2009/IS016587:2004为了正常使用与确定的服役准则有关的状态。注：在永久性损坏或永久性非容许变形的储况下，服役极限状态的第1前景是不可逆的，并被认为会引起失效。在其他情况下(如暂时的损坏、暂时的变形或振动)，服役极限状态的前景是可逆的，从而服役极限状态的前景不会总引起失效。
4监测参数和限值
4.1性能参数的类型
为验收试验和全寿命监测建立性能准则时，需要测量大量的性能参数。要考虑的是那些能指示缺陷状态的综合测量值的增加或减少以及特征值的某些变化。这些参数的性质可以是准静态（随时间相对缓慢变化)或者是动态的（随时间相对快速变化）。它们可以借助可靠性/关键性评审来识别。如位移、应变、振动、温度和应力波。结构的状态监测通常在服役极限状态进行。任何超过最终极限状态性能的外推都需要谨慎考虑。4.2测量与诊断的类型
在附录A中，给出了对一些结构类型有用的性能参数、测量传感器和测量系统的例子。测量传感器和系统应适当地校准（如按照GB/T13823或GB/T20485的相关部分）、安装（如按照GB/T14412）和试验确定（如按照GB/T11349）。当监测结构时，特征必须从测量的性能参数提取。它们可以是综合值，或者是简单的时间平均值。在大多数情况下，这些简单的特征或描述符不能用作发生缺陷的症状。可能需要信号处理技术来揭示由于发生缺陷引起的变化。这些数据处理技术，包括窄带振动分析、传递函数（即机械导纳)分析、宽带振动分析、结构阻尼分析（时间域和空间域）、机械功率流、复波数分析等，实际上就是诊断。
状态监测系统可以有多种形式。它们可以使用永久安装的、半永久的或便携式的测量仪器系统，或可以包括遥控的或本地的分析方法。4.3监测参数的测量不确定度
对用于结构状态监测与诊断的监测参数要求的测量不确定度（准确度），不像性能测量要求的不确定度(准确度)那么严格。当测量的重复性比测量的绝对不确定度(准确度)更重要时，采用数值趋势分析可能是有效的。被测参数的修正（如对压力和温度的标准状态）不再像例行状态监测要求的那么必要。当有这种要求时，在合适的验收试验标准中会给出建议。应当注意到某些参数受温度的影响很大。4.4误差源和不确定度
测量值和基线也可能由于维修工作（包括更换部件、调整或改变功能）以及受温度变化的影响而发生变化。在某些情况下，可能需要随着这些变化而重新建立基线。应当注意，测量值的变化也可能是由于运行工况正常的或受控的变化引起的，并且可能不一定指示缺陷状态。
误差和不确定度的例子包括校推不确定度、传感器安装引起的不确定度、仪器系统测量不确定度和校准时环境对测量系统影响的不确定度。正确应用GB/T13823、GB/T20485、GB/T14412和GB/T11349可使这些误差和不确定度减至最小。4.5影响限值设定的因素
由图1可以看出容许的限值应当由适合的有经验的人员依据如下方面选取：设计、建造、运行和维修的规程、标准和准则；一载荷的类型和天小
服役极限状态和最终极限状态特性；一基于经验或有限元模型预期的结构失效模式。许多选取的限值可能是初步的，而且经过段监测后可能必须反复改进（“反复试验”）。3
GB/T23714—2009/ISO16587:2004客户对结构状态监测的雷求
（可能包括资产标识、可靠性与关键性评审）（一般原理方面GB/T22393(ISO17359）可能有帮助）识别合适的设计、建造、运行、维修规范、标准和准则
识别静载荷和动载荷
（系统输入）
识别服役和最终极限状态特性
（系统行为）
识别可能的结构失效模式
（系统响应）
（可能要分别进行分析和风险评价）选择准静态或动态性能参数用以表征可能的失效模式、相应的限值、关注的频率范围和测量的持续时间（寿命周期早期部分的终点）
（寿命周期细节部分的起点）
数据采集：以适当的速率、经过适当的时间、连同环境条件一起的测参数（作为指南见GB/T13823、GB/T20485、GB/T14412和GB/T11349)
用稳态或非稳态技术进行数据处理并与限值比较（加上搜集与存档数据入库）
如果必要和(或)可能进行缺陷诊断是
到任意处
5测量方法和数据处理
5.1测量技术
要求客户决定：要求采取措施？继续状态监测？
改变数据采集速率或测量持续时间？否，回答所有的选择
雷求结束（退出系统并存档记录）图1
理想的状态监测寿命周期流程图用于结构状态监
测的性能参数
（见本标准）
信号处理
（见ISO18431）
对于认为适用的、可测量的具体参数可能有一种或多种合适的测量技术。对选择的具体技术应当评估实施的实用性和需要的状态监测系统的类型。这里应当遵循现行国家标准规定的测量技术（例如GB/T11349系列标准就规定了进行机械导纳测量的适用技术）。4
5.2测量的可行性
GB/T23714-2009/ISO165872004
应当考虑采集测量结果的可行性，包括容易存取、需要的数据采集系统的复杂性、要求的数据处理的水平、安全要求、费用以及是否已经可用的测量关注的参数的监视或控制系统。5.3测量时的环境条件
不同参数的测量宜同时或在同样的环境条件下进行。对于可变负荷（功能）的情况，用改变范围、转速和/或载荷强度的办法有可能达到相似的测量条件。应当考虑由于环境条件如风、波浪、温度和湿度引起的载荷。
当结构已达到预先确定的环境条件，如季节正午温度（从夏季到冬季是变化的）、规定的水位高度（如高潮汐）和地基条件（如规定的地下水位），如果可能应当监测。这些也是为具体结构建立基线时可能要用到的条件。许多工程结构和它们的基线参数受温度影响很大，因此测量应当在相同的温度条件下进行或者应当知道基线参数对温度的依赖关系。随后的测量应当与基线值比较，以检测出变化。测量值的趋势分析对揭示缺陷的发展有用。数据采集速率
对于稳态工况，数据采集速率应当足够快，能在状态改变之前捕捉到--组完整的数据，而且应当覆盖关注的频率范围。对于瞬态工况，则可能需要高速数据采集系统。应当考虑测量持续时间、测量之间的间隔以及是否要求周期性或连续采样。应当根据结构表现的状态特性、缺陷的类型以及它们的扩展速率进行预评估。如果结构性能与预期的显著不同，进行监测时，可能需要修正测量持续时间。5.5监测参数的记录
监测参数记录至少应当包括以下信息：描述结构的基本数据；
测量位置；
被测定量的单位和处理方法；
日期和时间信息；
测量时的环境条件详述。
其他用于许可比较的信息，包括使用的测量系统的详细内容和测量不确定度。建议将结构的构造细节和任何部件的变化也都包括进去。5.6测量位置
为了尽可能给缺陷定位，应当选择测量位置。确定这些位置的好方法是使用数值模型。测点应唯一地标识。推荐使用永久性标牌或标识记号。确定测量位置时应考虑的因索有：安全性；
—对缺陷状态变化的高灵敏度；—降低对其他影响因紊的灵敏度；测量的可重复性；
信号的衰减或损失；
—可接近性；
——环境；
费用。
如果合适，宜用结构系统的动态分析方法（如有限元建模、统计能量分析建模和边界元建模）来识别结构中关键的高应力位置。为尽早告，宜对这些位置进行周期性监测。6缺陷诊断
6.1缺陷诊断方法
实现缺陷诊断的可能性取决于结构类型、配置和环境条件。缺陷可以用一个或多个基线值（它们是5
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