基于應(yīng)變模態(tài)的壓電智能層合板結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究.pdf

1、由于復(fù)合材料層合板在使用過程中容易出現(xiàn)損傷，這會導(dǎo)致其材料的綜合性能下降，有時會使結(jié)構(gòu)部件突然斷裂，本文針對此問題從航空航天工程應(yīng)用背景出發(fā)，利用壓電智能系統(tǒng)對復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)進行損傷識別分析。主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）從理論上對比分析了基于結(jié)構(gòu)固有頻率和應(yīng)變模態(tài)的損傷識別方法的優(yōu)缺點，發(fā)現(xiàn)基于固有頻率的方法雖然可以檢測損傷，但是不能確定損傷的位置，而基于應(yīng)變模態(tài)的方法可以很好的對損傷進行定位和定量分析。并用該理論為后面的模擬

2、和試驗分析提供技術(shù)支持。
　　（2）模擬分析復(fù)合材料層合板損傷識別。復(fù)合材料損傷識別主要包括：損傷存在識別、損傷定位、損傷定量這三步，本文首先基于固有頻率，位移模態(tài)和應(yīng)變模態(tài)這三種方法對復(fù)合材料層合板進行損傷分析，發(fā)現(xiàn)應(yīng)變模態(tài)對損傷識別效果最敏感，然后在基于應(yīng)變模態(tài)變化率、應(yīng)變模態(tài)變化差和應(yīng)變模態(tài)差分這三種方法對復(fù)合材料層合板進行損傷識別分析，發(fā)現(xiàn)這三種方法對單點損傷識別效果都很好，但是只有應(yīng)變模態(tài)變化率能很好的對多點損傷進行定位

3、和定量分析。
　?。?）通過試驗來對復(fù)合材料層合板單點損傷識別。首先根據(jù)理論分析搭建試驗平臺；然后通過壓電應(yīng)變片采集壓電信號并通過濾波降噪及小波變換對信號進行處理，得到幅頻信號并找出復(fù)合材料層合板的各階固有頻率及其對應(yīng)的幅值；然后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)進行三次樣條插值從而得到復(fù)合材料層合板各階固有頻率下對應(yīng)的應(yīng)變模態(tài)振型圖，再通過對比有損和完好層合板的應(yīng)變模態(tài)振型圖可以找到損傷出現(xiàn)的大概位置；最后通過在損傷位置附件增加壓電應(yīng)變片的數(shù)量，達