36665.基于應(yīng)變模態(tài)方法的薄壁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別

1、碩士學(xué)位論文基于應(yīng)變模態(tài)方法的薄壁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別StrainModalBasedDamageIdentificationMethodforThinWaUedStructure作者姓名：皇二墨學(xué)21003097完成日期：壟Q!圣生墨旦圣旦大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要薄板、殼類結(jié)構(gòu)作為經(jīng)典的結(jié)構(gòu)形式，在航空航天領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用，例如火箭貯箱、機(jī)翼和機(jī)身。這類薄壁結(jié)構(gòu)作為一

2、種承力結(jié)構(gòu)，要在服役過(guò)程中承受復(fù)雜載荷，進(jìn)而容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能退化或產(chǎn)生損傷。因此，對(duì)薄壁結(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)行有效辨識(shí)是保證結(jié)構(gòu)完整性的關(guān)鍵技術(shù)。本文利用應(yīng)變模態(tài)進(jìn)行復(fù)合材料板和金屬薄壁圓桶在自由振動(dòng)狀態(tài)下的應(yīng)力分布狀態(tài)評(píng)價(jià)，嘗試使用基于應(yīng)變模態(tài)理論的損傷識(shí)別方法，對(duì)復(fù)合材料板和金屬薄壁圓桶的單損傷及多損傷情況進(jìn)行損傷識(shí)別。應(yīng)變模態(tài)是結(jié)構(gòu)固有的動(dòng)態(tài)特性，通過(guò)對(duì)它的分析和處理，就能夠獲悉整個(gè)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)信息。相比于位移模態(tài)，應(yīng)變模態(tài)對(duì)于發(fā)生在非模態(tài)

3、節(jié)點(diǎn)附近的局部損傷及微小損傷更加敏感，因此利用應(yīng)變模態(tài)理論來(lái)研究結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別方法，具有很高的實(shí)用意義。論文主要工作如下：(1)本文首先討論分析了基于應(yīng)變模態(tài)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，采取三種不同方法推導(dǎo)了薄壁結(jié)構(gòu)的應(yīng)變模態(tài)計(jì)算公式，得到了用不同物理量計(jì)算得到的應(yīng)變模態(tài)；初步探索了用于獲取相關(guān)物理量的傳感器網(wǎng)絡(luò)布設(shè)方法；研究了薄板的自由振動(dòng)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)公式推導(dǎo)得到了計(jì)算薄板自由振動(dòng)的基頻的解析解。(2)本文以復(fù)合材料板結(jié)構(gòu)和金屬薄壁圓桶結(jié)構(gòu)為研

4、究對(duì)象，使用有限元分析軟件進(jìn)行了基于應(yīng)變模態(tài)損傷辨識(shí)的數(shù)值實(shí)驗(yàn)。然后重點(diǎn)討論分析了基于應(yīng)變模態(tài)的損傷識(shí)別方法的關(guān)鍵問(wèn)題，一是不同損傷指標(biāo)構(gòu)建，二是模態(tài)信息階次選擇。通過(guò)數(shù)值實(shí)驗(yàn)分析了這兩個(gè)因素對(duì)薄壁結(jié)構(gòu)單損傷和多損傷辨識(shí)的影響。本文使用取自不同數(shù)量的預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)的模態(tài)信息，構(gòu)建了幾種不同的損傷指標(biāo)，并在兩種結(jié)構(gòu)的單損傷及多損傷情況時(shí)分別使用，比較不同的損傷指標(biāo)在損傷識(shí)別過(guò)程中帶來(lái)的不同效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，利用應(yīng)變模態(tài)理論構(gòu)建的損傷指標(biāo)對(duì)結(jié)