加筋板緊固件連接狀態(tài)檢測(cè)方法與松脫識(shí)別.pdf

1、加筋壁板是航空構(gòu)造中最為常見的一種典型的螺栓連接緊固件，它被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)的機(jī)身和機(jī)翼表面結(jié)構(gòu)中，壁板上的連接螺栓在受到振動(dòng)、沖擊等載荷作用時(shí)，螺栓的連接狀態(tài)往往會(huì)發(fā)生變化，出現(xiàn)螺栓預(yù)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(huì)破壞結(jié)構(gòu)的完整性，危害結(jié)構(gòu)的功能性和安全性，甚至?xí)l(fā)災(zāi)難性事故。因此，對(duì)加筋板緊固件螺栓松動(dòng)的檢測(cè)與識(shí)別也是航空結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容。針對(duì)螺栓松脫這一問題，本文提出了一種結(jié)合光纖光柵傳感和應(yīng)變模態(tài)參數(shù)

2、的螺栓松動(dòng)檢測(cè)與識(shí)別方法。
　　本文首先闡述了緊固件螺栓連接狀態(tài)的檢測(cè)與松脫損傷識(shí)別的國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀。重點(diǎn)比較了基于動(dòng)力學(xué)參數(shù)、機(jī)電阻抗技術(shù)及聲發(fā)射技術(shù)的螺栓連接狀態(tài)的檢測(cè)與識(shí)別中的優(yōu)缺點(diǎn)。在總結(jié)各種方法的基礎(chǔ)上，本文將以結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)為標(biāo)識(shí)量來研究加筋板緊固件的螺栓松脫檢測(cè)與識(shí)別問題。
　　論文開展了對(duì)航空緊固件連接形式及特點(diǎn)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(duì)加筋板緊固件結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的敏感

3、性分析。運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)加筋板結(jié)構(gòu)在螺栓不同位置不同松動(dòng)程度下的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)進(jìn)行了數(shù)值仿真分析，仿真結(jié)果表明以應(yīng)變模態(tài)參數(shù)為標(biāo)識(shí)量能非常準(zhǔn)確的識(shí)別螺栓松動(dòng)這種微小的局部損傷，而固有頻率和振型對(duì)這類損傷并不敏感。隨后提出了實(shí)際工程中測(cè)試結(jié)構(gòu)應(yīng)變模態(tài)的方法。
　　本文通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了應(yīng)變模態(tài)參數(shù)對(duì)螺栓松動(dòng)損傷的敏感性，隨著螺栓松動(dòng)損傷程度的增加，損傷位置處的應(yīng)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(yīng)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(cè)量螺栓松動(dòng)處的應(yīng)變響應(yīng)幅值并進(jìn)行一定的歸一化處理，可以作為一種有效的損傷判別指標(biāo)，能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)與識(shí)別螺栓松動(dòng)的位置和程度。最后，本文以實(shí)驗(yàn)測(cè)量的應(yīng)變響應(yīng)數(shù)據(jù)位為樣本，建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)模擬工況的螺栓松脫損傷進(jìn)行了準(zhǔn)確的識(shí)別定位。
　　上述仿真分析與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明：本文提出的結(jié)合光纖光柵傳感和應(yīng)變模態(tài)參數(shù)的螺栓松脫檢測(cè)識(shí)別方法，能很好的對(duì)加筋壁板螺栓松動(dòng)損傷位置和程度進(jìn)行有效的識(shí)別，對(duì)航空加筋壁板的健康監(jiān)