隨機激勵下的機翼盒段損傷檢測方法研究.pdf

1、浙江理工大學(xué)學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得浙江理工大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：勿乞良簽字日期：勱／，弓年弓月‘日浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文隨機激勵下的機翼盒段損傷檢測方法

2、研究摘要結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用于航空航天、土木工程、海洋平臺等大型工程，在國民生產(chǎn)中也正逐步展開應(yīng)用。在飛機結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控系統(tǒng)的研究中，應(yīng)用自然環(huán)境激勵方法采集實際工況數(shù)據(jù)，進(jìn)行實時在線的監(jiān)控研究，具有重要的應(yīng)用價值。如何保證在線實時的數(shù)據(jù)傳輸，構(gòu)建一個完整的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控系統(tǒng)，完成損傷檢測的目標(biāo)是本文的主要研究內(nèi)容。本文對飛行器的飛行環(huán)境進(jìn)行數(shù)值模擬，以某型戰(zhàn)斗機的復(fù)合材料機翼盒段模型為研究對象，采集飛行器表面蒙皮的環(huán)境激勵；以功率譜密

3、度分析的位移模態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用互相關(guān)函數(shù)幅值向量原理進(jìn)行損傷檢測，完成飛行器結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控系統(tǒng)的研究工作。所做的工作如下：首先，闡述了基于振動響應(yīng)的損傷檢測基本理論，損傷檢測中的常用數(shù)據(jù)處理方法，分析了結(jié)構(gòu)損傷特征參數(shù)的選取原則。確定位移響應(yīng)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，以互相關(guān)函數(shù)幅值向量原理，根據(jù)模態(tài)置信因子，構(gòu)造了互相關(guān)函數(shù)幅值向量置信度準(zhǔn)則，作為損傷識別的特征量；其次，介紹自然環(huán)境激勵方法的重要性，運用計算流體力學(xué)CFD(Computati

4、onalFluidDynamics)進(jìn)行分析，采集飛機飛行狀態(tài)中機翼的結(jié)構(gòu)環(huán)境激勵；再次，介紹虛擬激勵技術(shù)，用有限元軟件ANSYS構(gòu)建了能夠充分體現(xiàn)機翼盒段結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)形的有限元模型，在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行隨機振動的靜壓力功率譜密度分析(PowerSpectralDensity，PSD)，獲得了結(jié)構(gòu)的位移模態(tài)矩陣；最后，利用結(jié)構(gòu)隨機振動響應(yīng)的互相關(guān)函數(shù)幅值向量CorV(CorrelationfunctionamplitudeVector

5、)進(jìn)行損傷檢測，采用互相關(guān)函數(shù)幅值向量置信度準(zhǔn)則(theCrossCorrelationFunctionAmplitudeVectorAssuranceCriterion，CVAC)度量機翼結(jié)構(gòu)有無損傷，損傷程度及位置。此外，利用GUI技術(shù)開發(fā)了用于結(jié)構(gòu)損傷判斷的優(yōu)化軟件，該軟件將實現(xiàn)損傷檢測方法的可視化與易用性。結(jié)果表明：該方法及數(shù)據(jù)處理能較好地顯示機翼損傷狀況，從而確定了以飛行載荷激勵作為環(huán)境激勵，實現(xiàn)飛機結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控的可靠性和有效