结构损伤检测 应变模态 工作模态 环境激励 模态参数识别论文

1、结构损伤检测论文：应变模态分析在机械结构损伤检测中的应用【中文摘要】机械结构在使用过程中,将会受到正常工作载荷的作用以及各种突发性外在因素影响而出现局部损伤。当局部损伤积累到一定程度时,会导致整体结构的突然失效。对于重要结构,损伤的发生以及机械结构的失效将引起重大的安全事故和经济损失。因此,为保证机械结构的安全与系统的正常工作,需要定期或在线对机械结构进行损伤检测,尽早地发现损伤发生的位置和程度,对结构实时进行修复或改进,避免灾难性事故的发生。本文从工程实际应用出发,将应变模态方法与工作模态理论相结合应用于机械结构的损伤检测中。具体研究过程如下：1、通过分析结构损伤识别方法的研究现状和存在的问

2、题,结合具体研究对象对应变模态分析方法做了详细的研究。2、通过间接损伤诊断数值仿真、实验研究,得出损伤位置、程度对模态参数(频率、阻尼、振型)的一般影响规律。本文以应变模态振型和应变模态差为损伤识别指标对悬臂梁损伤进行了有效的识别。应变模态振型对非模态节点损伤非常敏感,尤其是对损伤发生在某阶模态峰值区附近时。在损伤附近应变模态发生突变,并且突变程度随损伤量的增加而增大。3、由加速度信号推算应变模态。根据材料力学纵应变理论,得出应变与位移的关.【英文摘要】Structure in use, would be suffering the role of the normal working loa

3、d and the effect of a variety of unexpected external factors. This will allow a partial structural damage. When the accumulation of local damage to a certain extent, the overall structure will lead to sudden failure. For important structures, the occurrence of damage and structural failure will caus

4、e a major safety accidents and economic losses. Therefore, to ensure the safety of mechanical structures and systems to work need regular or .【关键词】结构损伤检测 应变模态 工作模态 环境激励 模态参数识别【英文关键词】structure damage detection strain modal operational modal ambient excitation modal parameter identification【目录】应变模态分析在

5、机械结构损伤检测中的应用摘要3-5ABSTRACT5-7第一章 绪论11-191.1 引言11-121.2 国内外研究现状及动向12-171.2.1 结构损伤识别方法的研究现状12-151.2.2 结构损伤识别中存在的问题15-161.2.3 应变模态技术的研究现状16-171.3 本文主要工作17-181.3.1 主要研究内容17-181.3.2 论文中的创新点181.4 本章小结18-19第二章 基于振动的模态分析技术19-332.1 模态分析理论19-222.1.1 模态分析基本过程19-212.1.2 模态分析技术的应用21-222.2 应变模态原理22-272.2.1 应变响应模态模

6、型推导22-242.2.2 应变模态振型之间的正交性24-252.2.3 应变频响函数(SFRF)矩阵及其特点25-262.2.4 瞬态应变响应预测模态模型26-272.3 应变模态与其他模态的关系27-292.3.1 应变模态与位移模态的关系27-282.3.2 应变模态与曲率模态的关系28-292.4 获取应变模态的方法29-312.4.1 应变模态实验方法29-302.4.2 应变模态测量技术30-312.5 本章小结31-33第三章 结构应变模态损伤识别有限元数值仿真分析33-553.1 有限元模态分析33-353.2 梁弯曲振动分析35-363.2.1 梁的弯曲振动微分方程35-36

7、3.2.2 梁的自由振动与模态363.3 悬臂梁自然模态计算36-383.4 悬臂梁损伤位移模态与应变模态数值仿真分析38-543.4.1 悬臂梁有限元模型38-403.4.2 计算结果40-493.4.3 结果分析49-503.4.4 应变模态差50-543.5 本章小结54-55第四章 应变工作模态分析技术55-674.1 工作模态分析技术概述55-564.2 应变工作模态参数识别56-624.2.1 应变工作模态参数频域识别方法56-594.2.2 应变工作模态参数时域识别方法59-624.3 应变实验分析62-654.3.1 应变计粘贴方位误差分析62-634.3.2 应变测量中的干扰与防干扰措施63-644.3.3 动态应变测量的标定64-654.4 本章小结65-67第五章 应变工作模态实验67-935.1 实验前的准备67-735.1.1 试件加工67-685.1.2 传感器布置及应变片的粘贴68-705.1.3 实验设备及实验台搭建70-715.1.4 实验中注意事项71-725.1.5 实验过程步骤72-735.2 信号预处理73-755.3 位移模态参数损伤识别75-795.4 应变模态参数损伤识别79-915.4.1 悬臂梁