基于應(yīng)變模態(tài)的壓電智能層合板結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法研究.pdf

1、由于復(fù)合材料層合板在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)損傷，這會(huì)導(dǎo)致其材料的綜合性能下降，有時(shí)會(huì)使結(jié)構(gòu)部件突然斷裂，本文針對(duì)此問(wèn)題從航空航天工程應(yīng)用背景出發(fā)，利用壓電智能系統(tǒng)對(duì)復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識(shí)別分析。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）從理論上對(duì)比分析了基于結(jié)構(gòu)固有頻率和應(yīng)變模態(tài)的損傷識(shí)別方法的優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)基于固有頻率的方法雖然可以檢測(cè)損傷，但是不能確定損傷的位置，而基于應(yīng)變模態(tài)的方法可以很好的對(duì)損傷進(jìn)行定位和定量分析。并用該理論為后面的模擬

2、和試驗(yàn)分析提供技術(shù)支持。
　　（2）模擬分析復(fù)合材料層合板損傷識(shí)別。復(fù)合材料損傷識(shí)別主要包括：損傷存在識(shí)別、損傷定位、損傷定量這三步，本文首先基于固有頻率，位移模態(tài)和應(yīng)變模態(tài)這三種方法對(duì)復(fù)合材料層合板進(jìn)行損傷分析，發(fā)現(xiàn)應(yīng)變模態(tài)對(duì)損傷識(shí)別效果最敏感，然后在基于應(yīng)變模態(tài)變化率、應(yīng)變模態(tài)變化差和應(yīng)變模態(tài)差分這三種方法對(duì)復(fù)合材料層合板進(jìn)行損傷識(shí)別分析，發(fā)現(xiàn)這三種方法對(duì)單點(diǎn)損傷識(shí)別效果都很好，但是只有應(yīng)變模態(tài)變化率能很好的對(duì)多點(diǎn)損傷進(jìn)行定位

3、和定量分析。
　?。?）通過(guò)試驗(yàn)來(lái)對(duì)復(fù)合材料層合板單點(diǎn)損傷識(shí)別。首先根據(jù)理論分析搭建試驗(yàn)平臺(tái)；然后通過(guò)壓電應(yīng)變片采集壓電信號(hào)并通過(guò)濾波降噪及小波變換對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，得到幅頻信號(hào)并找出復(fù)合材料層合板的各階固有頻率及其對(duì)應(yīng)的幅值；然后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行三次樣條插值從而得到復(fù)合材料層合板各階固有頻率下對(duì)應(yīng)的應(yīng)變模態(tài)振型圖，再通過(guò)對(duì)比有損和完好層合板的應(yīng)變模態(tài)振型圖可以找到損傷出現(xiàn)的大概位置；最后通過(guò)在損傷位置附件增加壓電應(yīng)變片的數(shù)量，達(dá)