基于模態(tài)應變能變化率法功能梯度Timoshenko梁結構損傷識別的研究.pdf

1、功能梯度材料(FGMs)是一種材料的性質和功能沿空間方向呈梯度連續(xù)變化的新型非均質復合材料，該種材料內部不存在明顯的界面，功能梯度材料的這些獨特優(yōu)點使其在航空航天、土木工程、機械工程、化學工程等許多領域得到廣泛的應用。由于各種因素導致結構發(fā)生損傷，甚至因喪失穩(wěn)定性而發(fā)生災難，危及人生安全或損失大量財產，所以對功能梯度材料結構進行損傷識別至關重要。
　　基于功能梯度Euler-Bernoulli梁理論，首先推導了2節(jié)點6自由度梁單元

2、的模態(tài)應變能表達式，然后采用模態(tài)應變能變化率法進行Euler-Bernoulli梁結構的損傷識別。在損傷識別過程中，有限元計算得到的模態(tài)振型加入高斯分布的噪音，模擬實際測量誤差。通過數(shù)值算例研究分析了模態(tài)應變能變化率法的抗噪音性能，為Timoshenko梁的損傷識別做了前期準備工作。
　　針對功能梯度Timoshenko梁結構，采用模態(tài)應變能變化率法進行結構損傷識別的研究?；诠δ芴荻萒imoshenko梁理論，推導了2節(jié)點6自由

3、度梁單元的模態(tài)應變能表達式，并給出了表達式中單元剛度矩陣的顯式積分。采用功能梯度Timoshenko梁的有限元分析方法，求出模態(tài)振型，在此基礎上，構建了功能梯度Timoshenko梁結構損傷的識別方法。在損傷識別過程中，由大型商用有限元分析軟件ABAQUS計算得到的模態(tài)振型加入高斯分布的噪音，模擬振型的測量誤差，并討論了測量誤差對損傷識別結果的影響。數(shù)值算例表明，模態(tài)應變能變化率法可較好地識別出Timoshenko梁結構損傷位置且有較好