應(yīng)變模態(tài)分析在機(jī)械結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、機(jī)械結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中，將會(huì)受到正常工作載荷的作用以及各種突發(fā)性外在因素影響而出現(xiàn)局部損傷。當(dāng)局部損傷積累到一定程度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的突然失效。對(duì)于重要結(jié)構(gòu)，損傷的發(fā)生以及機(jī)械結(jié)構(gòu)的失效將引起重大的安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。因此，為保證機(jī)械結(jié)構(gòu)的安全與系統(tǒng)的正常工作，需要定期或在線(xiàn)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷檢測(cè)，盡早地發(fā)現(xiàn)損傷發(fā)生的位置和程度，對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)進(jìn)行修復(fù)或改進(jìn)，避免災(zāi)難性事故的發(fā)生。
　　 本文從工程實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，將應(yīng)變模態(tài)方法與工作

2、模態(tài)理論相結(jié)合應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)中。具體研究過(guò)程如下:
　　 1、通過(guò)分析結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法的研究現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，結(jié)合具體研究對(duì)象對(duì)應(yīng)變模態(tài)分析方法做了詳細(xì)的研究。
　　 2、通過(guò)間接損傷診斷數(shù)值仿真、實(shí)驗(yàn)研究，得出損傷位置、程度對(duì)模態(tài)參數(shù)(頻率、阻尼、振型)的一般影響規(guī)律。
　　 本文以應(yīng)變模態(tài)振型和應(yīng)變模態(tài)差為損傷識(shí)別指標(biāo)對(duì)懸臂梁損傷進(jìn)行了有效的識(shí)別。應(yīng)變模態(tài)振型對(duì)非模態(tài)節(jié)點(diǎn)損傷非常敏感，尤其是對(duì)損傷發(fā)

3、生在某階模態(tài)峰值區(qū)附近時(shí)。在損傷附近應(yīng)變模態(tài)發(fā)生突變，并且突變程度隨損傷量的增加而增大。
　　 3、由加速度信號(hào)推算應(yīng)變模態(tài)。
　　 根據(jù)材料力學(xué)縱應(yīng)變理論，得出應(yīng)變與位移的關(guān)系。位移信號(hào)可以由加速時(shí)信號(hào)經(jīng)兩次積分得到。從加速度信號(hào)推導(dǎo)出應(yīng)變模態(tài)，并從誤差的角度分析了這種方法的可行性。計(jì)算過(guò)程中主要誤差來(lái)源為兩測(cè)點(diǎn)信號(hào)相減過(guò)程中的相位誤差。為了減小這種相位誤差，提出了一種基于最小方差的處理方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種方法的

4、可行性。該方法可以使以后的測(cè)試及診斷更加方便有效。
　　 4、將應(yīng)變模態(tài)與工作模態(tài)綜合運(yùn)用于結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)中。
　　 本文將應(yīng)變模態(tài)和工作模態(tài)相結(jié)合，闡述了應(yīng)變工作模態(tài)的基本原理及頻域參數(shù)識(shí)別方法。針對(duì)應(yīng)變模態(tài)與工作模態(tài)相結(jié)合的研究方法提出新的研究路徑，并通過(guò)懸臂梁實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種方法的可行性。
　　 總體來(lái)說(shuō)，本文將應(yīng)變模態(tài)分析方法和工作模態(tài)的基本理論應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)中，通過(guò)理論的分析推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)一