激光干涉法测量微小振动

文章介绍用激光干涉法测量新型压电微驱动器动态位移响应的实验原理及方法。实验结果表明,这类PZN－PZT微驱动器不仅具有高的电压－位移灵敏度,而且其频响可高达1kHz,是一种很好的微驱动器件。     

斜拉桥结构损伤定位的组合敏感指标法

研究斜拉桥结构在斜拉索和主梁组合损伤条件下的损伤定位问题。根据斜拉桥的受力特点，将其看作由斜拉索、主梁以及索塔组成的组合结构，对于斜拉索和主梁分别选取相应的损伤敏感指标，首次提出了斜拉索损伤定位的斜拉索索力指标，在此基础上提出了斜拉桥损伤定位的组合敏感指标法。为了降低测试数据噪声对损伤定位的影响，引入蒙特卡罗法提高方法的准确性和鲁棒性。对一斜拉桥结构进行了损伤识别的数值模拟分析，研究表明该方法仅需不完备的低阶振型模态和索力测试数据，即可实现斜拉索和主梁组合损伤的准确定位。     

基于损伤敏感指标的斜拉桥结构损伤定位研究

研究斜拉桥结构的损伤位置识别问题。首先根据斜拉桥结构的受力特点,将其视为由斜拉索、主梁以及索塔组成的组合结构,对于斜拉索和主梁分别提出了广义模态应变能指标、位移灰关联指标以及索力变异指标等多种损伤敏感指标,并就观测噪声水平和损伤程度耦合影响下各损伤敏感指标的定位效果进行了系统研究。为提高存在观测噪声条件下损伤识别的可靠性和准确性,将证据理论引入损伤位置判别的决策过程,提出了基于多源损伤证据的损伤定位方法,实现了基于多源损伤信息的损伤定位。通过算例验证了所提出方法的有效性和优越性。     

复合材料衬套螺栓干涉连接安装过程损伤机制

复合材料干涉连接结构由于能够显著降低孔周应力集中,提高结构承载能力和疲劳寿命,而成为一种先进的连接形式。但是由于复合材料层间强度低的特点,不合理的干涉螺栓连接结构形式、尺寸以及安装方式很容易引起孔壁分层,降低结构承载能力。针对该问题,本论文提出了一种基于衬套螺栓的干涉连接结构,并对该结构开展了安装过程中承载机制的试验和有限元研究。试验中测量了插钉力变化和孔壁损伤情况,有限元模型中充分考虑了层内损伤和层间分层因素,建立了基于复合材料渐进损伤和内聚力单元的损伤预测模型。通过干涉量为2.2%的衬套螺栓安装过程中的插钉力和损伤的有限元模型与试验结果对比分析发现,二者拟合度良好,证明模型的准确性。通过不同干涉量下的分层情况对比分析以及临界干涉量求解,解释了衬套螺栓提高孔壁质量的原因并提出了可靠干涉量范围。     

用概率社会网络进行结构损伤位置识别

在不计测量误差情况下,神经网络能够成功地识别损伤位置及其程度,但在测量噪声影响下,神经网络的损伤识别效果则比较差,考虑到基于多变量模式分类的概率神经网络具有处理受噪声污染的测试数据的能力,本文将可能的损伤位置作为模式类,利用概率神经网络的分类能力来识别结构的损,地对两个算例,一个六层框架和一个两层框架进行数值模拟分析,并将概率神经网络与BP网络进行了比较,结果表明,概率神经网络具有更好的识别效果,是一种很有潜力的结构损伤位置识别方法。     

基于振动的结构损伤识别方法研究进展

对近几十年来基于振动的结构损伤识别方法进行了归纳和总结,重点阐述了无模型的损伤识别方法和损伤识别的模型修正法,对损伤识别的神经网络法、小波分析法和时域法等也作了一定程度的介绍。分析了各种方法的优点和不足之处,讨论了基于振动的损伤识别技术存在的主要问题,并对进一步的研究方向作了展望。     

飞机复合材料结构修理设计渐进损伤研究

复合材料在现代飞机结构中所占比重越来越大。从现阶段大量的金属飞机结构繁重的维修任务可以看出,未来复合材料飞机结构维修任务的艰巨性。复合材料结构修理渐进损伤研究已经成为未来复合材料技术研究的重要方向。本文从复合材料层合板贴补修理分析与强度预测分析入手,讨论复合材料层合板挖补修理技术。     

基于压电阻抗技术的结构损伤识别基本理论及其应用

结构材料早期的微小损伤若未及时发现,会不断改变结构的强度与刚度,引发结构的累计损伤,从而导致结构的突发性失效,因此,及时准确地识别结构材料早期微弱和潜在的损伤具有重要的理论与应用价值。观察结构内部真实裂纹的产生、传播以及确定内部任意位置的微观应力场一直是土木工程领域一个难题。论文利用压电陶瓷电机耦合阻抗(PZT)对结构微小损伤敏感、对外界环境影响免疫力强等特点,研究基于PZT监测信号的混凝土/钢结构微损伤的识别技术,为混凝土/钢结构健康评估提供准确与可靠的依据。介绍了作者所在课题组在利用PZT阻抗方法进行混凝土/钢结构微损伤识别方面的主要研究成果,并指出了该领域存在的困难和需要解决的主要问题。     

结构基于振动损伤识别的发展概况

对目前关于结构基于振动损伤识别的基本方法和最新的研究进展进行了回顾,重点介绍了利用结构振动固有频率、位移振型、曲率模态振型、应变模态和神经网络法作了相关的讨论和评述.最后对这一研究领域的未来研究方向进行了展望.     

基于小波分析的结构损伤检测

损伤结构的动力特性具有局部时变的特征，小波变换在时域和频域都具有表征信号局部特征的能力，小波包分析利用可以伸缩和平移的可变视窗能够聚焦到信号的任意细节，因此可以对损伤结构的非线性动力特性能进行有效的分析。提出运用小波分析提取结构损伤特征向量的方法和基本原理，并进一步用神经网络进行损伤位置和程度的检测。文章通过一个两层框架的模型对小波神经网络和传统的BP网络的损伤识别精度作了对比。研究表明，小波神经网络的抗噪声能力较强，损伤识别的效果更好，运用小波神经网络进行结构损伤识别精度要优于传统的BP网络。     

基于模态柔度矩阵的结构损伤识别

基于模型修正技术的结构损伤识别方法,无需事先知晓结构的损伤位置,比仪器直接探测更具优势。模型修正大多以模态频率和振型为修正目标。然而,结构损伤对系统的模态频率和振型影响较小,采用模态频率和振型为目标的传统修正方法,难以识别出结构的损伤。为此,引入对结构损伤极为灵敏的模态柔度矩阵,研究以模态柔度矩阵为目标函数的损伤识别方法。选取某带孔的矩形长铁片为研究对象,沿其纵向等分为31块,计算模态柔度矩阵关于各等效模量相对量的灵敏度。结合灵敏度矩阵,利用实测和有限元模型间的柔度矩阵残差建立目标函数,并引入正则化方法求解目标函数的超定方程组。经过9次迭代目标函数收敛,损伤识别结果与实际值保持高度一致,从而验证该方法的正确性和实用性。     

基于干涉法的非球面测量技术

随着光学精密加工技术的发展,非球面光学元件在各种光学系统中广泛应用,高精度非球面检测技术对非球面光学元件的发展意义重大。论述了基于干涉法的非球面面形误差检测技术。根据检测原理,分别对零位干涉检验法与非零位干涉检验法进行了详细介绍。概述了近年来主流的非球面检测技术现状,展望了非球面面形检测技术的发展趋势。     

基于多传感器信息融合的结构损伤识别研究

针对结构健康监测系统中的传感器数量多、数据信息复杂的特点，从模式识别和局部控制、全局参与的思想出发，提出了多传感器信息融合方法对结构损伤进行识别。首先应用小波包变换对结构振动测试数据进行特征提取，通过不同传感器特征向量的合成完成数据层融合；然后建立三个耦合神经网络分别实现结构损伤的确认、定位及定量，并完成决策层的信息融合；最后进行了36个损伤工况的结构模型实验研究，验证了所提出的方法是可行的和有效的。从实验验证的结果来看，对损伤率在7．5％以上的结构，损伤识别精度较高；对于损伤确认和损伤定位，识别精度较高，而对于损伤程度识别有一定偏差。     

基于波函数法的结构振动功率流研究

根据波函数法（WBM）基于间接Trefftz法且不同于有限元等传统方法、在整个分析域内位移场由精确满足动力学方程函数表示、适用范围由低频扩展至中频等特点,基于该法对结构中频振动功率流问题进行研究。算例中用WBM法分析板结构功率流,并与有限元法比较。用计算结果验证该方法在求解中频振动功率流的有效性与优势。     

基于时域分光法的微小容量测量方法研究

为了实现微小容量的在线测量,研究了一种基于时域分光法的微小容量检测方法.该方法基于溶液吸光度与溶液浓度的关系定理,通过双波长测量减小了实验耗材的加工误差影响.基于时域分光的模式,采用光栅分光将复色光源在时间域上分离出单色光后由探测器检测溶液吸光度变化.最后计算出溶液体积,同时可以通过配制不同浓度的溶液实现多次测量,提高...     

噪声影响下基于改进损伤识别因子和遗传算法的结构损伤识别

提出了一种考虑噪声影响的基于改进损伤识别因子和遗传算法的结构损伤识别方法。首先,介绍了结构损伤识别的参数化思想,并提出了一种考虑不同模态信息和权重系数的损伤识别因子。然后,在选择算子、交叉算子、变异算子以及自适应交叉和变异等方面对遗传算法进行了改进,并在无噪声情况下,对一简支梁和连续梁进行了损伤识别,识别效果非常好,验证了方法的正确性和有效性。随后,分别考虑了随机噪声和高斯白噪声对简支梁进行损伤识别,发现该方法在噪声水平不是很高的情况下,识别效果很好。最后,在一钢框架基准有限元模型基础上,考虑了四种损伤工况进行了损伤识别,识别结果较好,该方法能够很好地应用于结构的损伤识别和健康监测。     

基于频率响应和统计理论的结构损伤识别研究

为了解决测量噪声下的损伤定位和定量识别问题,提出了基于测量位移的两阶段识别方法和基于统计理论的损伤敏感度分析方法。首先利用损伤刚度的改变特性和测量位移来确定损伤指标,再通过损伤指标的相关自由度变化来确定损伤单元,然后利用自由度缩聚的方法推导出损伤程度的定量计算公式。并利用统计理论来分析噪声对识别结果的影响,推导出损伤指标和损伤程度的噪声敏感性计算公式。数值仿真结果表明,基于测量位移的两阶段损伤识别方法不仅可以精确的识别出损伤位置和程度,而且识别效果受测量噪声的影响较小,该方法明显优于直接广义逆法。     

基于阈值超越概率的结构耐久性与损伤容限综合分析方法

飞机结构耐久性分析和损伤容限分析都是以裂纹扩展分析为基础的,该文根据二者之间的内在联系,将耐久性分析与损伤容限分析进行综合考虑。该方法以损伤容限设计手册中规定的非概率初始裂纹尺寸作为阈值裂纹尺寸,根据裂纹尺寸超过阈值的概率以及耐久性分析结果确定概率损伤容限分析时的初始裂纹尺寸分布。裂纹尺寸超过阈值的概率可以通过检测数据给出,评估结果较为可靠。在概率损伤容限分析时,为了避免多重积分的计算,给出了结构安全余量的显式表达式以及一次二阶矩方法的计算公式,提高了可靠度计算效率。该文结合工程实例并与现有方法进行了对比分析,结果表明该方法是合理的、有效的。     

基于固有频率改变率的复合材料层合结构损伤定位研究

本研究是在复合材料固化之前,将一定尺寸的聚酰亚胺薄膜插入复合材料结构中来模拟复合材料的脱层损伤.用自由振动的方法测定了含有损伤和无损伤复合材料悬臂梁的前三阶固有频率;结合有限元分析方法,对复合材料脱层损伤位置进行了识别.损伤位置的识别结果与实际结果基本一致.此方法对于解决复合材料结构损伤问题简单有效.     

基于小波包能量谱的结构损伤预警方法研究

基于小波包分析推导了结构动力系统在不同分析尺度上的状态方程和观测方程,在此基础上研究了结构动力响应在不同分析尺度上的时-频特性以及系统矩阵和测量噪声在各个分析尺度上的递推性.理论分析证明,采用结构动力响应的小波包能量谱进行结构损伤预警具有较好的损伤敏感性和噪声鲁棒性.根据瞬态激励的特性提出对激励和响应的时域互相关序列进行小波包分解得到小波包能量谱,并在此基础上计算结构损伤预警指标.通过一钢筋混凝土板静力承载力的振动试验分析,对板不同受力阶段的损伤状态进行了判别,并与实际损伤程度进行了比较.