飛機(jī)起落架300M鋼材料典型結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測研究.pdf

1、起落架是飛機(jī)重要的主承力構(gòu)件，直接關(guān)系飛機(jī)的起降安全。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測是監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)和診斷故障的基礎(chǔ)，隨著當(dāng)前對航空航天、大型基礎(chǔ)設(shè)施安全性的關(guān)注，該技術(shù)日益受到人們的重視。本文針對起落架300M鋼材料的典型結(jié)構(gòu)-鋼板、鋼管分別進(jìn)行了健康監(jiān)測研究，對鋼板Lamb波和鋼管導(dǎo)波的傳播特性進(jìn)行仿真分析，并對基于壓電監(jiān)測的損傷結(jié)構(gòu)進(jìn)行了機(jī)電耦合分析。根據(jù)監(jiān)測需要開發(fā)了一套主動(dòng)健康監(jiān)測系統(tǒng)，利用壓電激勵(lì)/傳感診斷技術(shù)和監(jiān)測設(shè)備，對起落架300M鋼材料

2、板、管結(jié)構(gòu)損傷的在線監(jiān)測、圖像辨識和預(yù)測定位進(jìn)行了試驗(yàn)研究。針對飛機(jī)起落架結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞健康監(jiān)測中振動(dòng)、沖擊等物理量的監(jiān)測要求，研制了一種新型光纖Bragg光柵振動(dòng)傳感器。本文主要研究工作包括以下幾個(gè)方面：
　　一、利用有限元數(shù)值分析軟件研究了繪制鋼板Lamb波、鋼管導(dǎo)波頻散曲線的方法，對基于壓電監(jiān)測的損傷結(jié)構(gòu)進(jìn)行了機(jī)電耦合分析，隨后對粘貼有壓電片鋼板損傷前后的振型進(jìn)行了觀察并仿真了不同工況對鋼管中導(dǎo)波傳播的影響。
　　二、根

3、據(jù)研究內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)室條件，設(shè)計(jì)了研究方案并搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。利用壓電陶瓷(PZT)片分別作為激勵(lì)端和響應(yīng)端進(jìn)行試驗(yàn)，對損傷前后的響應(yīng)波形進(jìn)行處理比較并找出相應(yīng)的變化規(guī)律。本文以信號小波包能量譜分解提取的特征向量為參數(shù)，構(gòu)建了損傷指數(shù)。
　　三、采用損傷圖像重建算法，通過每一組激勵(lì)/傳感對的信號變化影響的線性總和來表達(dá)圖像中損傷分布的概率，不僅直觀檢測出損傷的發(fā)生、位置、范圍、程度等信息，還有望實(shí)現(xiàn)對多個(gè)損傷的監(jiān)測。采用閾值化處理，定量

4、估計(jì)出損傷的范圍，清晰的反映了損傷程度。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果和實(shí)際情況基本符合。
　　四、采用支持向量回歸機(jī)（LS_SVM）算法對鋼管試件進(jìn)行了損傷位置檢測。在鋼管試件表面不同位置分別進(jìn)行加載試驗(yàn)，利用各傳感器響應(yīng)信號構(gòu)建了損傷指數(shù)，并提供訓(xùn)練樣本及測試樣本，最后運(yùn)用LS_SVM回歸法預(yù)測出損傷的位置。
　　五、針對起落架振動(dòng)測試的要求，研制了一種基于弓形梁增敏結(jié)構(gòu)的光纖Bragg光柵振動(dòng)傳感器，并構(gòu)建了相應(yīng)的檢測系統(tǒng)對傳感器性能進(jìn)