本文關(guān)鍵詞：基于超聲導(dǎo)波的功能梯度結(jié)構(gòu)材料特性反演確定

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【摘要】：材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),隨著人類社會的不斷進步,各行各業(yè)對材料提出了越來越苛刻的要求。然而任何一種新材料的出現(xiàn),在它們能夠安全廣泛地得到應(yīng)用之前,必須發(fā)展相應(yīng)的檢測技術(shù),以及了解、掌握材料本身的特性。因此,對材料波動特性、力學(xué)性能的研究和相應(yīng)的檢測、反演材料特性的新技術(shù)成為這一新材料能否有效及擴大應(yīng)用的關(guān)鍵。先進的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的檢測方法通常利用結(jié)構(gòu)的動力學(xué)響應(yīng)與材料特性之間的復(fù)雜關(guān)系。通過一個數(shù)學(xué)模型來表示這種關(guān)系時,稱為前向問題。繼而,如果擁有一系列精確實驗測量的結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù),結(jié)合大量的前向計算,則復(fù)合材料的材料特性可以通過正確構(gòu)建的反演模型來辨識。功能梯度復(fù)合材料(functionally graded materials),簡稱FGM,即是其組分或結(jié)構(gòu)沿某一方向呈有規(guī)律的連續(xù)變化,以盡可能的消除或弱化材料間的界面,從而避免或減小材料性能在界面處的變化,使其性能在這一方向上也呈連續(xù)變化以滿足特定要求的一類復(fù)合材料。對于FGM材料本身及其結(jié)構(gòu)中的波動特性已開展了許多研究,然而,仍有許多工作需要進一步深入研究。如初應(yīng)力對結(jié)構(gòu)中的波傳播特性的影響。本文根據(jù)“增量變形理論”與勒讓德正交多項式級數(shù)展開法,研究了初應(yīng)力作用下多層結(jié)構(gòu)FGM板中導(dǎo)波的傳播特性,其中初應(yīng)力分別施加在板的厚度和波的傳播方向上,研究了初應(yīng)力對頻散曲線的影響。此外,在結(jié)合智能算法對FGM的組分分布與材料特性的反演時,單一的算法本身存在很多不足之處而各種算法之間又存在互補。這就要求運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和模糊邏輯的混合反演算法以利用它們的優(yōu)勢而避免其缺陷。本文不僅利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演確定功能梯度材料的材料特性,同時利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯相結(jié)合的產(chǎn)物,即自適應(yīng)神經(jīng)模糊系統(tǒng)反演確定功能梯度材料的材料特性,并對比分析兩種網(wǎng)絡(luò)在反演時的優(yōu)劣,并對兩種網(wǎng)絡(luò)降噪能力進行研究。
【關(guān)鍵詞】：功能梯度復(fù)合材料 多層結(jié)構(gòu) 初應(yīng)力 自適應(yīng)神經(jīng)模糊系統(tǒng) 材料特性
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1.緒論10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2.課題背景11-17
• 1.2.1 功能梯度材料的概念11
• 1.2.2.功能梯度材料的應(yīng)用與制備11-13
• 1.2.3.功能梯度材料研究意義13-15
• 1.2.4 超聲導(dǎo)波及其特點15-17
• 1.3.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 FGM的制備17
• 1.3.2 FGM力學(xué)問題計算與分析17-18
• 1.3.3 FGM材料特性檢測18-20
• 1.4 本文工作20-22
• 2.具有初應(yīng)力的多層板結(jié)構(gòu)中導(dǎo)波的頻散特性22-34
• 2.1.基本方程與求解22-26
• 2.2.數(shù)值計算與分析26-33
• 2.2.1 方法的收斂性26-28
• 2.2.2.初應(yīng)力對Lamb波的影響28-31
• 2.2.3.初應(yīng)力對SH波的影響31-33
• 2.3.結(jié)論33-34
• 3.FGM板材料體積分布方式分類34-42
• 3.1.問題的論述34-35
• 3.2.數(shù)據(jù)樣本的采集35-36
• 3.3.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類36-37
• 3.3.1 訓(xùn)練樣本的確定36-37
• 3.3.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇37
• 3.3.3 聚類結(jié)果37
• 3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對噪聲信號的分類37-40
• 3.5 結(jié)論40-42
• 4.FGM板材料特性反演42-58
• 4.1.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演42-44
• 4.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計42
• 4.1.2 數(shù)值結(jié)果42-44
• 4.2 自適應(yīng)神經(jīng)模糊網(wǎng)絡(luò)反演44-53
• 4.2.1 模糊邏輯的創(chuàng)立44
• 4.2.2 模糊邏輯與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)44-48
• 4.2.3 自適應(yīng)神經(jīng)模糊系統(tǒng)48-53
• 4.2.3.1 自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)的生成和訓(xùn)練49-52
• 4.2.3.2 自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)的訓(xùn)練結(jié)果與檢測結(jié)果52-53
• 4.3.反演系統(tǒng)對噪聲的適應(yīng)性比較53-56
• 4.4.結(jié)論56-58
• 5.結(jié)論與展望58-60
• 參考文獻60-66
• 作者簡歷66-68
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集68

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