基于频响函数的复合材料格栅结构损伤检测研究

摘要

先进复合材料格栅结构（AGS）以其高效的结构形式、优秀的抗冲击性能和较高的比强度成为了备受航空航天业青睐的新型结构。经过30多年的发展，格栅结构在制造工艺、力学性能研究等方面有了巨大的进步。AGS材料损伤的多样性及其结构上高度的各向异性导致了其损伤的多样化与复杂化，但是对于AGS损伤检测方面的研究工作则不多见。本文基于两种损伤检测方法，探讨了检测格栅结构某些类型损伤的可行性。首先，本文参考了模态应变能损伤检测算法在梁与板上的应用研究，基于仿真算例，将其应用于格栅结构的肋板断裂与脱粘研究，证明了其在格栅结构损伤检测中的可行性；其次，本文针对模态应变能无法判定检测格栅结构蒙皮损伤的缺点，参考FRF虚部差损伤检测算法已有研究成果，将此方法应用于格栅结构蒙皮损伤的检测，通过若干个仿真算例，发现FRF虚部差损伤检测算法对AGS的肋板断裂、脱粘、蒙皮压裂损伤均具有良好的检测效果；之后，通过一系列仿真算例探讨了影响FRF虚部差方法检测效果的各种因素，并发现改变激励频率和激励位置都能够改善检测效果，而噪声会减小检测准确度，特别是对蒙皮压裂损伤的检测有巨大影响；最后，本文研究对FRF虚部差损伤检测算法进行了实验验证，发现了可进行实际损伤检测的激励频率。

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注释表

第一章 绪论

1.1格栅结构理论与制造工艺的发展现状

1.2损伤检测方法的发展现状

1.3本文研究内容

第二章 模态应变能损伤检测方法

2.1模态应变能损伤检测方法

2.2模态应变能损伤检测仿真分析过程

2.3模态分析与损伤检测方法计算结果

2.4本章小结

第三章 频响函数虚部差损伤检测方法

3.1频响函数虚部差损伤检测方法

3.2损伤检测仿真分析过程

3.3损伤检测方法计算结果及分析

3.4 影响FRF虚部差方法检测效果的因素

3.5本章小结

第四章 频响函数虚部差损伤检测方法的实验验证

4.1 实验系统

4.2实验方案

4.3 实验噪声测量与分析

4.4实验数据分析

4.5本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1全文总结

5.2研究工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文