考慮不確定因素時結(jié)構(gòu)沖擊載荷與損傷識別.pdf

1、為了滿足航空航天結(jié)構(gòu)的高可靠性和低成本維護(hù)的要求,結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)近年來得到了廣泛的研究與應(yīng)用。按照傳感器工作方式的不同,一般可分為主動監(jiān)測和被動監(jiān)測兩種。本文的主要研究內(nèi)容有:
　　首先,考慮材料不確定因素的影響,對復(fù)合材料加筋板結(jié)構(gòu)的沖擊載荷進(jìn)行識別?；诿商乜宄闃臃治鼋Y(jié)構(gòu)的力學(xué)參數(shù)與熱物性參數(shù)的不確定性對材料的動力學(xué)響應(yīng),并通過參數(shù)化分析得到對響應(yīng)影響較為敏感的關(guān)鍵性參數(shù)。以上述得到的關(guān)鍵參數(shù)為優(yōu)化變量,引入模型修正技術(shù),

2、采用遺傳算法對參數(shù)進(jìn)行修正,從而得到與真實結(jié)構(gòu)更為接近的有限元模型。最后,利用基于有限元和模態(tài)疊加的逆問題分析法對復(fù)合材料加筋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖擊位置識別和載荷時間歷程重構(gòu),并對比了不同噪聲水平下的識別結(jié)果,從而證實了本文采用的方法的可靠性。
　　第二部分主要研究了基于核密度估計法的板件的概率損傷識別。利用譜元法將核密度估計方法用于解決結(jié)構(gòu)的損傷識別,得到了損傷位置的概率密度函數(shù)。建立了壓電—結(jié)構(gòu)耦合的三維譜元法模型,模擬 Lamb波在

3、鋁板完好及損傷結(jié)構(gòu)中的傳播過程。利用連續(xù)小波變換計算響應(yīng)信號在傳感器之間的飛行時間,從而得到Lamb波在結(jié)構(gòu)中的傳播速度。通過對Rayleigh-Lamb方程的數(shù)值分析,得到 Lamb波的理論傳播速度,并將其與譜元法得到的結(jié)果進(jìn)行對比從而證實了譜元法模型的準(zhǔn)確性。在橢圓定位技術(shù)的基礎(chǔ)上,考慮環(huán)境不確定性對測量信號的影響,引入核密度估計方法將損傷位置識別轉(zhuǎn)化為一種概率性問題。討論了三種噪聲水平情況下的損傷位置的概率密度函數(shù),并給出了最終識