加筋板緊固件連接狀態(tài)檢測方法與松脫識別.pdf

1、加筋壁板是航空構造中最為常見的一種典型的螺栓連接緊固件，它被廣泛應用于飛機的機身和機翼表面結構中，壁板上的連接螺栓在受到振動、沖擊等載荷作用時，螺栓的連接狀態(tài)往往會發(fā)生變化，出現(xiàn)螺栓預緊力減小或完全消失，這種由螺栓松脫造成的連接失效將會破壞結構的完整性，危害結構的功能性和安全性，甚至會引發(fā)災難性事故。因此，對加筋板緊固件螺栓松動的檢測與識別也是航空結構健康監(jiān)測的主要內容。針對螺栓松脫這一問題，本文提出了一種結合光纖光柵傳感和應變模態(tài)參數(shù)

2、的螺栓松動檢測與識別方法。
　　本文首先闡述了緊固件螺栓連接狀態(tài)的檢測與松脫損傷識別的國內外研究發(fā)展現(xiàn)狀。重點比較了基于動力學參數(shù)、機電阻抗技術及聲發(fā)射技術的螺栓連接狀態(tài)的檢測與識別中的優(yōu)缺點。在總結各種方法的基礎上，本文將以結構模態(tài)參數(shù)為標識量來研究加筋板緊固件的螺栓松脫檢測與識別問題。
　　論文開展了對航空緊固件連接形式及特點的分析，介紹了幾種常見的緊固件螺栓連接的破壞模式。開展了螺栓松脫對加筋板緊固件結構模態(tài)參數(shù)的敏感

3、性分析。運用ANSYS軟件對加筋板結構在螺栓不同位置不同松動程度下的結構模態(tài)參數(shù)進行了數(shù)值仿真分析，仿真結果表明以應變模態(tài)參數(shù)為標識量能非常準確的識別螺栓松動這種微小的局部損傷，而固有頻率和振型對這類損傷并不敏感。隨后提出了實際工程中測試結構應變模態(tài)的方法。
　　本文通過實驗驗證了應變模態(tài)參數(shù)對螺栓松動損傷的敏感性，隨著螺栓松動損傷程度的增加，損傷位置處的應變模態(tài)變化率發(fā)生了急劇的突變，而未發(fā)生損傷部位的應變模態(tài)則沒有明顯的變化。

4、顯然，利用光纖光柵傳感器測量螺栓松動處的應變響應幅值并進行一定的歸一化處理，可以作為一種有效的損傷判別指標，能夠準確的檢測與識別螺栓松動的位置和程度。最后，本文以實驗測量的應變響應數(shù)據位為樣本，建立了BP神經網絡對模擬工況的螺栓松脫損傷進行了準確的識別定位。
　　上述仿真分析與現(xiàn)場實驗表明：本文提出的結合光纖光柵傳感和應變模態(tài)參數(shù)的螺栓松脫檢測識別方法，能很好的對加筋壁板螺栓松動損傷位置和程度進行有效的識別，對航空加筋壁板的健康監(jiān)