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为了提高检测能力,将机电阻抗与超声导波技术相结合用于复合材料板中损伤检测和定位.基于机电阻抗技术的结构健康监测具有局部灵敏度高、无需模型分析等优点,在新型材料结构的在线监测领域具有独特的优势,例如飞机、航天器上大面积使用的复合材料结构等.超声导波技术具有检测效率高、检测范围广、检测速度快等优点,特别适合板状结构的健康监测.该机电阻抗与超声导波综合技术将机电阻抗技术的局部灵敏度高与超声导波检测技术的范围广的优点相结合.结果表明:局部均值成像算法和数据融合算法可用于复合材料板结构健康监测的数据处理和融合,实现了整个复合材料板中缺陷的定位及成像. 相似文献
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运用压电和结构振动理论,提出一个两端无约束单块压电陶瓷(PZT)作为激振传感器的机电(E/M)阻抗数学模型,用来预测阻抗响应.阻抗响应可以通过实验测得.该模型考虑一维结构的振动,通过分析模型,提出阻抗谱是由轴向、横向、厚度方向的模态相互叠加后的振动所激起.最后通过实验结果和模型计算的比较分析此模型的实际应用性. 相似文献
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基于PZT的结构安全监测基本理论,设计了利用PZT进行结构内部损伤检测的实验方法.该方法包括在结构件上打孔以模拟内部大范围损伤和利用连接螺栓的结合松紧程度模拟内部轻微损伤两部分.在实验室搭建了实验平台,采集了数据并利用HP VEE以及Agilent IntuiLink专用软件对数据进行谱分析和比较,利用PZT对结构件的机电阻抗进行检测和比对,得出能够判定内部是否存在损伤的结论.最后讨论利用波峰偏移量、欧几里得范数和最小二乘法对损伤程度进行判定. 相似文献
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基于三维有限元分析的压电阻抗模型及其应用 总被引:1,自引:0,他引:1
为了校核高频电阻抗分析的现有结构理论和验证,基于高频电阻抗信号的结构损伤监测方法的有效性,提出可应用结构健康监测的精确压电阻抗有限元模型.考虑压电片-黏结层-主体结构三者的耦合作用和黏结层的影响,通过三维有限元谐响应分析方法,利用通用有限元软件ANSYS,建立由压电片-黏结层-主体结构组成的耦合系统的三维有限元模型,并进行了数值模拟和相应的实际模型试验.计算及研究结果表明:采用三维精细压电有限元模型,可精确地预测到电导纳谱中的共振模态,得到的结果与实验结果吻合,且能有效地校核高频电阻抗分析的现有结构理论;采用压电阻抗法能够很好地识别结构局部的细小损伤,通过合理布置压电片可以识别结构损伤的位置. 相似文献
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采用单片压电陶瓷片PZT粘贴于某工程结构表面,用阻抗分析仪测量其不同结构状态引起的阻抗特性变化,测试扫描频率范围为1~700 kHz.将得到的导纳曲线数据作为神经网络的输入参数,建立一个BP神经网络模型,进行结构状态的识别.该方法与传统的模态方法等相比具有许多优点,如PZT安装方便,不受结构限制,PZT的激励和测试能够利用一组电缆同时进行,测试操作简单.同时,由于直接将测试数据作为神经网络模型的输入参量,因此无需对测试数据进行复杂的特征提取处理.用实测数据对构建的BP神经网络进行了训练和测试,应用结果表明,训练收敛的网络可以较好地识别不同的结构状态. 相似文献
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基于遗传算法的桁架结构布局优化设计 总被引:2,自引:0,他引:2
利用遗传算法在Matlab语言环境中对桁架结构进行布局优化设计方法的研究,分别选择杆件截面面积、节点坐标、杆件存在状态为设计变量,同时进行截面尺寸、形状、拓扑三个方面的优化.讨论了实现过程中一些问题的处理,利用结构可能的拓扑形式编号为设计变量进行拓扑优化等,提出利用一个变量控制参数boundsops解决了多类型参数联合编码和离散变量的问题,提出一种结构优化设计实用方法.算例表明,提出的基于遗传算法的桁架结构布局优化设计方法进行桁架结构的布局优化设计比较容易实现,简单、有效,可以产生很好的效益. 相似文献
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具有机电耦合的自适应超静定桁架应力最优控制 总被引:1,自引:0,他引:1
以压电堆型作动器联入桁架形成自适应结构,用Hamilton原理导出机电耦合方程. 求出了应力对电压的敏度,以输入电压作为控制量,构造了静强度控制的规划法模型. 算例验证了该方法的正确性和有效性. 相似文献
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在有限元分析方法基础上,基于稳定特征方程对随机参数压电桁架结构进行稳定可靠性分析.综合考虑电荷载和机械荷载联合作用的机电耦合效应,以杆元的物理参数和外荷载系数为随机变量,给出了压电桁架结构失稳的安全余量的表达形式和临界荷载系数对变量求导的方法.在此基础引入随机有限元法,对压电桁架结构进行结构稳定可靠性分析.最后由算例分析了机电耦合效应压对稳定可靠性指标的影响,分析表明考虑压电材料的机电耦合效应和利用外加电压可以提高结构系统的可靠性指标.该方法对含压电材料桁架在工程实际的稳定可靠性分析提供了一个较好的方法. 相似文献
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目前对风敏感结构的优化方法研究集中于高层建筑结构,很少针对大跨空间结构.准则法是求解多设计变量优化问题的有效方法.首先建立复杂空间桁架结构的抗风优化设计理论和方法,然后以一实际双层柱面网壳结构为研究对象,基于风洞试验数据计算的等效静力风荷载进行优化设计,并讨论了截面积下限、满应力步长等因素对优化结果的影响.研究表明,在所有杆件最大应力不超过初始设计值的条件下,结构总重降低了约48%,通过设定截面积下限不仅保证截面积的合理取值,也使材料性能得到充分利用,进一步降低结构总重. 相似文献
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马俊 《佳木斯工学院学报》2010,(2):258-261
以一72杆空间钢桁架为例进行桁架结构损伤三重识别.考虑单损伤工况与双损伤工况,通过ANSYS软件建模得到结构在无损与损伤工况下的固有频率,运用神经网络进行结构损伤定位与损伤程度确定.首先识别损伤层,然后识别损伤层中的损伤杆件,最后识别损伤杆件的损伤程度.结果表明该方法用于桁架结构损伤识别是可行的. 相似文献
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基于模态频率和神经网络的结构损伤检测 总被引:9,自引:0,他引:9
把结构损伤识别问题分为损伤辨识、损伤定位、损伤程度标定三个子模块,对每个子模块用模态参数构造对损伤敏感的标识量,并作为特征参数输入到神经网络中实现损伤识别。将优化的BP网络和频率相结合成功地实现了矩形梁的损伤检测,为结构健康监测研究提出一条新的技术途径。 相似文献
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运用机电阻抗与超声导波技术,结合数据融合算法,实现了复合材料梁结构的损伤定位研究.首先,利用2种方法各自的损伤监测特点,提出了一种综合损伤指数的数据融合算法,用于表征结构的变化情况;其次,运用2种方法单独进行损伤评估,均可以实现损伤在较大范围内的定位,但定位不准确;最后,运用综合损伤指数对结构损伤进行表征.结果表明:这种通过数据融合得到的综合损伤指数能较为准确地识别缺陷所在位置,实现了损伤的定位评估. 相似文献
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无线传感网络在大型机电系统健康监测中的应用 总被引:1,自引:1,他引:1
邓鳌 《武汉理工大学学报(信息与管理工程版)》2006,28(11):125-127,131
具有感知、计算和无线网络通信能力的传感器,以及由其构成的无线传感器网络引起了人们的极大关注,在许多领域提出了应用方案以及应用设想。提出了采用无线传感网络进行大型机电系统健康监测的全新解决方案;重点阐述了数据采集、处理和传输系统的设计。这对机电系统健康监测智能化具有重要意义。 相似文献
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提出了一种利用神经网络设计四分之波长微带阻抗变换器的新方法.由于神经网络具有精度高、速度快等特性,因此,该设计方法具有精确、可靠、省时的优点.以阻抗变换器的长度和工作频率作为输入样本,以回波损耗作为输出样本,进行神经网络建模,并利用该模型完成阻抗变换器的设计,最后将仿真结果和用ADS(Advanced Design System)测量所得结果进行了对比,证明该方法切实可行. 相似文献
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以最小用钢量为目标函数,考虑应力、位移和稳定性等约束,采用二次优化法对大跨平面张弦桁架的截面面积和索力进行了优化设计,并建立了以最小造价为目标函数的优化模型,参考市面上各种钢管和钢绞线的报价,提出了考虑结构位移和稳定性约束条件下钢管直径、厚度的最优造价优化法.分别对大跨预应力张弦平面桁架和非预应力张弦平面桁架进行优化,通过算例分析得出大跨预应力张弦平面桁架相对于非预应力张弦平面桁架经济上的优越性. 相似文献
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针对在对附着于结构表面的压电材料的阻抗检测中高性能阻抗分析仪价格昂贵,不便于携带的问题.设计开发出一种便携式的小型阻抗测量系统.用该小型阻抗测量系统对机械结构中螺栓松动的情况进行反复实验,结果证明:所设计的阻抗测量系统的精确度与目前商用的多用途阻抗分析仪相差无几,不但可以对机械结构进行实时在线损伤检测,而且对于微小损伤的检测也非常有效. 相似文献
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以四主动元的平面桁架结构为对象进行了强度分析,给出了在不同方向载荷作用下的最佳强度曲线和最佳结构形状,为设计最佳的桁架结构提供了理论基础。 相似文献
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王涛 《长春光学精密机械学院学报》2013,(3):85-87
桁架结构以其优良的空间性能,已经成为发展最快的一种空间结构型式,它利用标准元件灵活组装,降低了加工制造的难度;充分利用元件的截面特性,在满足承载的前提下,能够在很大程度上降低构件的重量。本文针对大型天文望远镜的主承载平台——四通,设计了以矩形钢管作为骨架的新型桁架式结构,构件重量比传统结构减轻了40.3%,同时降低了加工制造的难度。通过有限元分析比较,桁架结构的承载能力能够满足使用要求。 相似文献