基于曲率模态定量数值分析的损伤检测方法研究
随着复合材料结构在现代工业技术领域中的广泛应用，及时发展有效的适用于复合材料面内损伤的结构健康监测方法以提高材料、结构可靠性越来越受到人们的高度重视。国内外学者对此开展了大量研究。 为研究基于曲率模态的复合材料损伤检测方法，分别采用试验和有限元分析的方法对含有不同长度分层损伤的复合材料梁进行静态和动态响应检测。含不同分层损伤尺寸的试验样本分别进行了纯弯曲、剪切、自由振动和不同频率下的受迫振动试验。振动状态下的位移和加速度分布采用多普勒激光扫描振动仪测得。有限元分析采用软件ABAQUS6.9.1进行，并将分析结果与试验结果进行了对比。由此得出样本件的曲率模态响应，从而可以确定损伤区域的位置、大小及相关物理参数。 在试验和有限元数据的处理过程中分别探索了两种定量损伤检测方法，三阶导数法（3DD）和角频率法（AFM）,从而实现对损伤区域的探测。分析结果显示，三阶导数法能够较好地检测到面内分层损伤的位置和大小，并且在理论上能够确定损伤具体分布在哪一层。利用角频率法进行损伤检测更为准确和有效，该方法通过拟合样本动态响应曲线获得振动波的角频率，从而确定损伤区域的位置、大小及损伤区域的刚度变化。此外，角频率方法的建立并不仅仅局限于分层损伤，同样适用于其他面内损伤的检测。
结构健康监测;复合材料;损伤检测;曲率模态;数值分析
南京航空航天大学
硕士
飞行器设计
童明波
2011
中文
V214.8
89
2013-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）