基于電力阻抗法的殼體結構健康監(jiān)測.pdf

1、電力(EM)阻抗法對健康監(jiān)測和系統(tǒng)識別研究來說，是一種行之有效的方法。本文主要研究基于EM阻抗法的圓錐殼和圓柱殼結構的健康監(jiān)測，研究工作主要分為以下三個部分：理論分析、實驗測量方法和有限元模擬。 理論分析部分，利用Hamilton原理，采用Love薄殼簡化假設[1]，得到圓錐殼和圓柱殼結構的基本動力學方程。設位移為多項式形式，從而得到與位移相關的動力學方程。在得到結構的位移響應之后，通過EM阻抗法，采用二維壓電片-主結構相互作用

2、模型，得到殼體結構的力學阻抗以及壓電片的電力阻抗。 在實驗部分，基于EM阻抗法，使用HP4192A型阻抗分析儀分別測量了由PZT片激勵的鋁制圓錐殼和圓柱殼試件的響應。 在有限元模擬部分，采用商用有限元分析軟件ANSYS建立了圓錐殼和圓柱殼結構的分析模型，分別模擬了健康的殼體結構以及挖去一個洞的損傷結構的模型。 最后本文對圓錐殼和圓柱殼采用理論方法，實驗測量和有限元數(shù)值模擬三種方法進行了數(shù)值計算，并對數(shù)值結果進行了

3、討論。首先比較上述的三種方法得到的阻抗譜，絕大多數(shù)的峰值對應的頻率值都吻合得很好。說明文中提出的基于EM阻抗分析法的三維殼體結構的理論分析方法是正確可靠的。然后通過比較健康和損傷的殼體結構的阻抗譜，可以發(fā)現(xiàn)阻抗譜的峰值之間有明顯的偏移，這些偏移可以作為殼體結構損傷的證據(jù)。最后比較了分別用有限元模擬與理論方法得到的健康和損傷結構之間的峰值對應頻率的偏移量的大小，發(fā)現(xiàn)理論方法可以很好的預測損傷的存在，將有助于進一步對結構損傷識別的研究?？傊?/p>