本文研究了含裂紋小損傷復(fù)合材料容器結(jié)構(gòu)的在線初期損傷檢測。復(fù)合材料容器結(jié)構(gòu)的在線損傷檢測可以通過粘貼在結(jié)構(gòu)表面的壓電智能材料和基于振動分析基礎(chǔ)上的信號處理來完成。 以結(jié)構(gòu)損傷振動檢測的實際需要為出發(fā)點,提出了一種改進的小損傷結(jié)構(gòu)的ANSYS動力學(xué)建模方法,研究了結(jié)構(gòu)局部小損傷及其位置與所在處單元剛度矩陣變化的數(shù)量關(guān)系。這種方法的第一步是修正單位剛度矩陣的系數(shù)來使得用直接裂紋建模和改進的建模方法計算得到一致的固有頻率。第二步是驗證這兩種建模方法得到的頻響函數(shù)的一致性。 針對完好結(jié)構(gòu)和損傷結(jié)構(gòu)情況這兩種狀態(tài),通過仿真計算,得到結(jié)構(gòu)的動力學(xué)響應(yīng)信號,用小波分析分解動力響應(yīng)信號得到各個頻段的一系列子信號,并求出子信號的能量譜,最后得到損傷前后的能量譜變化量。然后,將前面所求出的能量譜變化量作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入,經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以識別裂紋損傷的位置及尺寸。 結(jié)果表明,改進的建模方法和直接裂紋損傷建模的方法具有很好的一致性。將小波變化得到的動力響應(yīng)的能量譜作為損傷檢測的特征量,具有很好的靈敏度,能檢測到復(fù)合材料容器中非常細小的裂紋。 

【文章來源】：西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

一l()a裂紋損傷板圖3一l(b)裂紋板直接網(wǎng)格劃分

EI=47.51SGpa，E一4.588Gpa，G12=2.10GPa，尸一2=0·4495，產(chǎn)2一=0·0434，戶=186oKg/m’。采用相同等級的ANSYS直接網(wǎng)格自動劃分，如圖3一2所示，針對位置一、二、三處的損傷裂紋情況，完好結(jié)構(gòu)和直接裂紋劃分的的有限元模型分別如圖3一1(a)和3一1(b)所示。進行振動模態(tài)分析，得到完好模型和直接劃分裂紋模型的固有頻率值。采用改進的有限元模型，試算“值，取前20階固有頻率，在一個單元修正a值，得到的頻率誤差函數(shù)關(guān)系如圖3一3所示。從圖3一3可以看出，對于1%裂紋長度的損傷結(jié)構(gòu)模型

采用上章所提出的損傷剛度法，通過修正損傷單元剛度矩陣系數(shù)的值在網(wǎng)格單元數(shù)不增加的條件下模擬了各大小不同的損傷裂紋模型。如圖4一1為有限元模型上裂紋損傷出現(xiàn)位置及傳感器激振器的位置示意圖。圖4一2激勵信號和完好時的響應(yīng)信號在上述三個位置處模擬損傷大小分別為0.2%、0.3%、0.5%、


本文編號：3359003