基于模态分析的桁架结构早期损伤识别
发布时间:2024-01-21 09:27
机械设备在使用过程中,由于疲劳破坏和工作环境(如高温、低温、腐蚀性气体等)的联合作用,以及冶金夹杂、缩松、缩孔、加工装配缺陷等因素的影响会产生微小结构裂纹。由于交变载荷的作用,这些微小裂纹附近会产生应力集中,裂纹会逐渐扩大,导致零件或机构失效,造成重大事故。 桁架结构是各类工程设备、基础设施的重要组成部分。而这些桁架本身是否有损伤存在关系到整体结构能否安全运行。一旦有损伤而未能及时发现,很有可能造成工程彤塌、设备损坏甚至人员伤亡等严重事故,影响生产活动的顺利进行。 现有的损伤识别方法虽然种类繁多,但针对早期损伤(或者称为小损伤)识别的研究很少见诸文献。只是有个别文献提及一下,未作深入研究。 本文基于模态分析方法研究了早期损伤的识别,并用应力曲线进行了校验。利用ANSYS进行桁架结构有限元模型的建立,选定四组杆件,在每一组中随机指定一根,通过降低其弹性模量来模拟早期损伤;对损伤前后的桁架分别进行模态分析,提取所选四组杆件的模态数据。这些模态数据里面包含着杆件损伤的信息,通过差分、平方差等数学手段对模态数据里面的损伤信息进行显化处理,以曲线的形式再现各个节点类振型(...
【文章页数】:58 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 损伤概述
1.2 损伤识别的意义及国内外研究概况
1.2.1 结构损伤识别技术的研究意义
1.2.2 损伤识别技术的发展
1.2.3 结构损伤识别技术的发展趋势
1.3 课题的研究意义及内容
1.3.1 研究意义
1.3.2 研究内容
2 基础理论与软件简介
2.1 有限元知识
2.1.1 概述
2.1.2 有限元分析的弹性力学理论基础
2.2 模态分析技术
2.2.1 概述
2.2.2 基本概念
2.3 应用软件简介
2.3.1 ANSYS软件
2.3.2. Matlab软件
3 桁架结构的模态分析
3.1 桁架有限元模型的建立
3.2 损伤的模拟及模态分析
3.3 模态数据的提取
3.4 本章小结
4 损伤信息提取与判读
4.1 模态振型数据处理
4.2 差值曲线分析
4.3 本章小结
5 分析结果校验
5.1 桁架力学分析
5.2 损伤信息分析与判断
5.3 本章小结
6 工程应用方案
7 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
大连理工大学学位论文版权使用授权书
本文编号:3881710
【文章页数】:58 页
【学位级别】:硕士
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摘要
Abstract
1 绪论
1.1 损伤概述
1.2 损伤识别的意义及国内外研究概况
1.2.1 结构损伤识别技术的研究意义
1.2.2 损伤识别技术的发展
1.2.3 结构损伤识别技术的发展趋势
1.3 课题的研究意义及内容
1.3.1 研究意义
1.3.2 研究内容
2 基础理论与软件简介
2.1 有限元知识
2.1.1 概述
2.1.2 有限元分析的弹性力学理论基础
2.2 模态分析技术
2.2.1 概述
2.2.2 基本概念
2.3 应用软件简介
2.3.1 ANSYS软件
2.3.2. Matlab软件
3 桁架结构的模态分析
3.1 桁架有限元模型的建立
3.2 损伤的模拟及模态分析
3.3 模态数据的提取
3.4 本章小结
4 损伤信息提取与判读
4.1 模态振型数据处理
4.2 差值曲线分析
4.3 本章小结
5 分析结果校验
5.1 桁架力学分析
5.2 损伤信息分析与判断
5.3 本章小结
6 工程应用方案
7 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
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