复合材料蜂窝夹芯结构低速冲击位置识别研究

进行了碳纤维增强复合材料蜂窝夹芯结构的低速冲击实验,采用一种基于应力波和免疫遗传算法的冲击载荷定位方法对蜂窝夹芯结构上的低速冲击载荷进行分析和定位。首先,通过一组事先确定冲击位置的低速冲击载荷产生的冲击应力波实验数据,使用小波变换方法对其在时频域进行分析,获得多个频率上冲击应力波在蜂窝夹芯结构中的传播速度;然后在此基础上,考虑蜂窝夹芯结构中应力波的各向异性特性,采用免疫遗传算法对未知的低速冲击载荷进行位置识别。实验研究结果表明了该方法的可行性和有效性。

基于遗传优化最小二乘算法的结构损伤识别

基于遗传优化方法,提出一种自适应追踪技术,并结合最小二乘算法,对线性结构和迟滞非线性结构的时变参数进行识别,并由此判断结构的损伤。数值仿真结果表明该方法对结构因损伤引起的参数变化具有敏感性,能够有效地追踪结构参数的变化,识别结构的时变参数,从而检测出结构损伤,包括损伤的发生时刻,以及损伤的位置和程度;此外,还对线性结构进行了实验验证,实验结果表明所提方法能够有效追踪结构参数的变化,从而识别出结构的损伤,具有实际应用价值。

基于Mindlin板理论的偏移损伤成像数值仿真研究

提出了一种应用散射Lamb波的偏移技术对板结构中多部位损伤进行实时识别.基于Mindlin板理论,推导了板结构中弥散性弯曲波频率-波数域的快速偏移方法.首先对由线性传感器阵列激励和接收到的入射和散射波场在波数-频率域分别进行延拓,然后根据Huygens原理,结合波场延拓的时间一致性原理施加成像条件,对损伤进行成像识别.数值仿真研究采用基于Mindlin板理论的有限差分法模拟结构中含不同形状及尺寸损伤时的散射波场.对模拟散射波场进行偏移成像的结果表明该方法不仅能够识别多部位损伤的位置,还具有识别损伤程度的能力,其快速计算的优点满足在线结构健康监测系统对实时性的要求.

SNLSE方法在橡胶隔震支座参数估计中的应用研究

应用简化的Wen模型分析橡胶隔震支座的非线性动力行为,并用试验方法测试得到GZN110型橡胶支座的相关力学参数。通过引入Newmark-β状态转换和分步求解未知参数的方法,使得序贯非线性最小二乘方法(SNLSE)只需测量加速度和激励信号就可以一次辨识模型的所有参数。该方法具有输入量少、计算精度高、易于实现的优点。以GZN110型橡胶支座为实例进行了白噪声、ElCentro地震波以及Kobe地震波激励的仿真和实验研究,结果表明,这种简化的Wen模型能较精确地模拟隔震支座的动态力学行为,应用序贯非线性最小二乘方法得到的隔震支座模型参数与实际值较吻合,而且隔震支座位移的辨识结果与实测值相当一致,证明该方法在橡胶隔震支座检测和状态评估中的有效性和精确性。

高抗冲聚苯乙烯银纹化渐进损伤三维模拟

针对高抗冲聚苯乙烯,本文建立了细观单胞结构三维模型,引入周期性边界条件,采用非线性有限元法,研究了在单向拉伸载荷下银纹化损伤过程。采用最大主应力准则作为银纹化损伤判据,通过受损单元积分点刚度矩阵的折减实现材料力学性能的退化,运用材料的应力-应变曲线预测了其力学性能。数值结果与相关文献模拟结果吻合,表明本文损伤预测三维模型的合理有效性。

基于频率-波数域偏移的损伤被动成像识别研究

提出了一种应用Lamb波对板结构中多部位损伤源进行被动成像识别的方法.基于Mindlin板理论,推导了板结构中弥散性Lamb波频率-波数域的快速偏移方法,结合爆炸成像原理,对损伤源发出的Lamb波信号进行回传成像.由于损伤源的发生时刻未知,将使用不同假设发生时刻(即不同长度)的Lamb波信号生成一系列图像,通过最小熵原理从中确定最优图像,识别出损伤源的位置和发生时刻.进行了数值仿真研究来表明所提出方法的有效性.