基于集中质量法的纤维增强复合材料的损伤定位

发布时间：2021-07-10 09:06

　　研究了纤维增强复合材料的损伤定位方法,将其命名为"指数幂逼近-集中质量法".首先,以纤维增强复合材料梁结构为例建立集中质量模型;然后通过理论求解获得未损伤梁的刚度矩阵,结合测试获得的固有频率和正则化的模态振型数据,获得梁结构损伤后的残差力向量,并将其作为关键定位指标;并基于指数幂思想对损伤梁结构的质量块数量进行划分,提出损伤位置逼近判定准则,确定一套规范的损伤定位流程.最后,对带有不同纤维断裂损伤的T300碳纤维/树脂基复合材料梁进行实例研究,研究发现本文提出的定位方法可有效辨识获得复合材料梁的损伤位置. 

【文章来源】：东北大学学报(自然科学版). 2020,41(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

FRC梁的集中质量模型

式中:φ为广义位移向量;ω为固有频率;对应的n×n维刚度矩阵K、质量矩阵M和阻尼矩阵C，可分别用图解的形式表示，如图2所示．结构损伤在数学上表现为刚度和质量矩阵的改变，在物理上表现为固有频率、振型、阻尼等动态特性参数的改变．下面，首先推导FRC梁固有频率和振型向量的求解公式．令式(2)中阻尼矩阵C和激振力向量F为零，即

图3给出了FRC梁损伤定位的原理图．首先，可通过式(16)获得梁结构损伤后的残差力向量R，并将R中最大的残差力元素rj作为损伤定位指标;然后，假设在rj对应的梁上第j个集中质量块位置发生了损伤(A为质量块的中心点，且rj对应梁上的第j个自由度)，则该质量块的左、右端点对应的坐标值xj-1和xj可表示为

【参考文献】：
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本文编号：3275620