36665.基于應變模態(tài)方法的薄壁結構損傷識別

1、碩士學位論文基于應變模態(tài)方法的薄壁結構損傷識別StrainModalBasedDamageIdentificationMethodforThinWaUedStructure作者姓名：皇二墨學21003097完成日期：壟Q!圣生墨旦圣旦大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要薄板、殼類結構作為經(jīng)典的結構形式，在航空航天領域中具有廣泛的應用，例如火箭貯箱、機翼和機身。這類薄壁結構作為一

2、種承力結構，要在服役過程中承受復雜載荷，進而容易導致結構性能退化或產(chǎn)生損傷。因此，對薄壁結構的損傷進行有效辨識是保證結構完整性的關鍵技術。本文利用應變模態(tài)進行復合材料板和金屬薄壁圓桶在自由振動狀態(tài)下的應力分布狀態(tài)評價，嘗試使用基于應變模態(tài)理論的損傷識別方法，對復合材料板和金屬薄壁圓桶的單損傷及多損傷情況進行損傷識別。應變模態(tài)是結構固有的動態(tài)特性，通過對它的分析和處理，就能夠獲悉整個結構的狀態(tài)信息。相比于位移模態(tài)，應變模態(tài)對于發(fā)生在非模態(tài)

3、節(jié)點附近的局部損傷及微小損傷更加敏感，因此利用應變模態(tài)理論來研究結構的損傷識別方法，具有很高的實用意義。論文主要工作如下：(1)本文首先討論分析了基于應變模態(tài)的結構損傷識別方法，采取三種不同方法推導了薄壁結構的應變模態(tài)計算公式，得到了用不同物理量計算得到的應變模態(tài)；初步探索了用于獲取相關物理量的傳感器網(wǎng)絡布設方法；研究了薄板的自由振動問題，經(jīng)過公式推導得到了計算薄板自由振動的基頻的解析解。(2)本文以復合材料板結構和金屬薄壁圓桶結構為研

4、究對象，使用有限元分析軟件進行了基于應變模態(tài)損傷辨識的數(shù)值實驗。然后重點討論分析了基于應變模態(tài)的損傷識別方法的關鍵問題，一是不同損傷指標構建，二是模態(tài)信息階次選擇。通過數(shù)值實驗分析了這兩個因素對薄壁結構單損傷和多損傷辨識的影響。本文使用取自不同數(shù)量的預設采樣點的模態(tài)信息，構建了幾種不同的損傷指標，并在兩種結構的單損傷及多損傷情況時分別使用，比較不同的損傷指標在損傷識別過程中帶來的不同效果。實驗結果顯示，利用應變模態(tài)理論構建的損傷指標對結