基于應(yīng)變?nèi)岫染仃嚨臋C(jī)械結(jié)構(gòu)損傷識別技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)械結(jié)構(gòu)中存在損傷可能會影響機(jī)器的安全性、可靠性和正常使用壽命，特別是對一些復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)在承受疲勞載荷作用下，隨著損傷的不斷積累，機(jī)械結(jié)構(gòu)中會存在巨大安全隱患，甚至造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。確定機(jī)械結(jié)構(gòu)中是否存在損傷以及判別損傷的位置，對機(jī)械結(jié)構(gòu)的及時修護(hù)和安全使用具有重大的工程價值和經(jīng)濟(jì)效益。
　　 本文論述和研究了基于動力參數(shù)變化的損傷識別理論和方法，對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元的損傷數(shù)值模擬分析和實驗研究，具體研究內(nèi)容如下：

2、
　　 (1)本文基于振動理論和有限單元法，從柔度的定義出發(fā)推導(dǎo)了位移柔度矩陣和應(yīng)變?nèi)岫染仃?，從物理意義上闡明了應(yīng)變?nèi)岫染仃囍懈鱾€元素的意義；結(jié)合光纖光柵(FBG)應(yīng)變傳感器，提出了適于FBG傳感的均勻載荷下應(yīng)變場(SFUL)參數(shù)，根據(jù)損傷前后SFUL的變化，即SFI指數(shù)分布圖來識別損傷。
　　 (2)對應(yīng)變?nèi)岫染仃嘑ε和均勻載荷下的應(yīng)變場SFUL的收斂性進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示只用前四階應(yīng)變模態(tài)信息就能到良好的精度。

3、>　　 (3)采用MATLAB軟件作為編程平臺，對桁架和薄板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了損傷數(shù)值模擬研究，提取前四階應(yīng)變模態(tài)信息，構(gòu)造了均勻載荷下應(yīng)變場SFUL參數(shù)，利用損傷前后的SFUL參數(shù)變化來識別結(jié)構(gòu)中的單個和多個損傷。對于薄板類結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)未損狀態(tài)信息缺乏時，介紹了一種間隙平滑(GST)技術(shù)來增強(qiáng)SFI指數(shù)的損傷識別能力。
　　 (4)考慮在實際測試數(shù)據(jù)中可能混入環(huán)境噪聲，模擬了噪聲對損傷識別結(jié)果的影響。
　　 (5)利用光纖光