基于损伤定位向量法的机械结构损伤识别技术研究

发布时间：2017-04-09 09:27

  本文关键词：基于损伤定位向量法的机械结构损伤识别技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机械结构在工作服役期间，由于受到诸如环境腐蚀、材料老化、载荷的长期疲劳效应等众多因素的影响，将会不断累积损伤，结构的局部损伤可能会导致结构整体性的迅速破坏，由此造成重大的安全事故，给人民的生命财产带来巨大的损失。因此，确定机械结构中是否存在损伤以及定位损伤的位置，保证机械结构的安全性、可靠性，对机械结构的安全运行和及时修护具有重要的意义。 本文总结归纳了各类基于结构的模态参数的损伤识别方法的研究现状以及其优缺点，介绍了光纤光栅的分布式应变传感原理，介绍了结构的信号特征建模以及实验应变模态分析理论，详细推导了结构的应变柔度矩阵的表达式，深入研究了损伤定位向量法（DLVS）的损伤定位模型。 在ANSYS软件中仿真分析了四角固定的薄板结构基于损伤定位向量法的损伤识别过程，组建薄板结构的应变柔度矩阵，对结构在损伤前后的应变柔度矩阵的差矩阵做奇异值分解，求解薄板有限元模型各单元在各组载荷向量作用下的应变值，构建规则化累积应变标识量（nsi）定位出薄板结构单个和多个损伤的区域，，并探讨了应变检测点的个数对损伤定位精度的影响。 在薄板结构的损伤实验中，用钻头钻孔和切割机切槽制备损伤，在薄板中心处进行激振，用光纤光栅传感器监测各测点的应变，在应变柔度矩阵的基础上运用损伤定位向量法定位出单个损伤和多个损伤出现的区域。
【关键词】：机械结构损伤识别 应变柔度矩阵 光纤光栅传感 应变模态分析 损伤定位向量法
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH165.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 课题的研究背景和意义8-9
• 1.2 机械结构损伤识别原理的研究现状9-16
• 1.2.1 基于固有频率变化的机械结构损伤识别方法10-11
• 1.2.2 基于位移模态振型变化的机械结构损伤识别方法11-12
• 1.2.3 基于应变模态振型变化的机械结构损伤识别方法12-13
• 1.2.4 基于应变能变化的机械结构损伤识别方法13-14
• 1.2.5 基于应变频响函数的机械结构损伤识别方法14-15
• 1.2.6 基于应变柔度矩阵的机械结构损伤识别方法15-16
• 1.3 机械结构损伤信号测量及处理方法研究16-17
• 1.4 机械结构损伤的识别与定位方法研究17-18
• 1.5 目前研究中存在的问题18
• 1.6 本文的主要内容18-20
• 第2章 机械结构损伤识别方法建模20-31
• 2.1 机械结构损伤信号特征建模20-21
• 2.2 基于应变柔度矩阵的机械结构损伤的识别模型21-25
• 2.3 损伤定位向量法（DLVS）的损伤定位模型25-27
• 2.4 光纤光栅传感器的应变检测原理27-29
• 2.5 光纤光栅传感器的应变分布式监测原理29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 机械结构损伤识别方法的仿真分析31-44
• 3.1 板结构的基本假定和力学分析31-35
• 3.1.1 薄板结构的应变分量与扰度之间的关系33
• 3.1.2 薄板结构的应力分量与扰度之间的关系33-35
• 3.2 基于ANSYS的薄板损伤识别仿真分析35-43
• 3.2.1 薄板结构的模态分析35-37
• 3.2.2 薄板结构的谐响应分析37-39
• 3.2.3 基于损伤定位向量法的薄板结构损伤定位39-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第4章 机械结构损伤识别实验44-57
• 4.1 实验模态分析原理44-50
• 4.1.1 位移模态分析理论45-50
• 4.1.2 应变模态分析理论50
• 4.2 薄板的损伤实验研究50-56
• 4.2.1 实验研究所需的实验器材50-51
• 4.2.2 光纤光栅的粘贴方式和分布位置51-52
• 4.2.3 实验中薄板的激励方式和系统组成52-53
• 4.2.4 薄板结构损伤识别实验结果分析53-56
• 4.3 本章小结56-57
• 第5章 结论与展望57-59
• 5.1 本文的主要工作和结论57-58
• 5.2 展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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  本文关键词：基于损伤定位向量法的机械结构损伤识别技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：294972