环境激励下板结构损伤识别研究
发布时间：2021-07-19 17:58
受恶劣海洋环境影响,船舶与海洋结构物在服役期间的安全问起始终是人们关注的焦点。如果能在结构发生破坏的早期及时的发现损伤,那么不但会节省大量的维修成本,还能避免重大安全事故的发生。因此,将结构健康监测技术（Structural Health Monitoring,SHM）应用于船舶与海洋工程日益受到研究者的关注。结构损伤识别是结构健康监测的核心部分,采用结构的振动响应信号识别结构损伤一直是研究的热点。其中结构应变响应与位移模态相比,有对局部损伤灵敏度高的优点,因此被广泛应用于结构损伤识别中。以往的损伤识别研究关注于寻找新的损伤指标以提高损伤识别效率,然而本论文讲重点放在结构应变测量技术上,提出了一种应变测量方式,并通过实验证实有效的提高了损伤识别效率。本文的主要研究内容有:（1）本论文采用有限元法对应变模态进行了推导,证明了应变模态与位移模态具有相似的数学表达式,并以此为基础得到了以应变为变量的多自由度线性比例阻尼结构的振动微分方程,进而求解出了结构应变响应和应变频率响应函数。基于应变响应推导了模态参数辨识方法（NExT-ERA和峰值拾取法）的理论原理。（2）本论文对惠斯通桥路理论进行了...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 结构固有模态参数损伤识别法
1.2.2 结构模型修正损伤识别方法
1.2.3 基于信号处理的损伤识别方法
1.2.4 人工智能损伤识别方法
1.3 本文主要工作
1.3.1 结构损伤识别的发展趋势
1.3.2 本文主要研究内容与结构安排
2 应变模态分析理论
2.1 应变响应的模态振型
2.2 应变模态正交性证明
2.3 应变频响函数
2.4 本章小结
3 模态参数识别方法
3.1 模态参数辨识综述
3.1.1 频域法
3.1.2 时域法
3.1.3 联合时频法
3.2 基于应变响应的特征系统实现算法
3.2.1 连续时间系统的应变状态空间方程
3.2.2 离散时间系统的应变状态空间方程
3.2.3 系统最小实现
3.2.4 应变模态参数识别
3.3 基于应变响应的峰值拾取法
3.3.1 功率谱密度函数
3.3.2 维纳-辛钦关系
3.4 峰值拾取法的理论推导
3.5 本章小结
4 基于惠斯通原理的损伤应变监测方法
4.1 惠斯通全桥理论简述
4.2 新的损伤应变监测方法
4.3 铝板模态参数数值分析
本章小结
5 基于应变模态的板结构损伤识别实验研究
5.1 基于应变模态的损伤识别准则
5.1.1 应变模态差
5.1.2 柔度矩阵
5.1.3 损伤权重指标
5.2基于PP法的模态参数辨识实验
5.2.1 实验布置
5.2.2 锤击激励
5.2.3 实验模态参数
5.3 损伤识别实验设计
5.3.1 应变测量方法
5.3.2 损伤模拟
5.3.3 损伤工况
5.4 损伤识别实验结果分析
5.4.1 测量方式一和方式二的损伤识别结果对比
5.4.2 方式一和方式三的单损伤识别实验对比
5.4.3 方式一和方式三的多损伤识别实验对比
5.4.4 方式一和方式三的损伤距离实验对比
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 论文工作总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Boundary condition modelling and identification for cantilever-like structures using natural frequencies[J]. Wei LIU,Zhichun YANG,Le WANG,Ning GUO. Chinese Journal of Aeronautics. 2019(06)
[2]基于应变脉冲响应协方差的损伤识别方法研究[J]. 李雪艳,张惠民. 力学学报. 2017(05)
[3]基于模态应变能法的弹性薄板损伤识别[J]. 刘文光,颜龙,郭隆清. 噪声与振动控制. 2016(03)
[4]遗传算法与数据融合在桥梁结构损伤识别中的应用[J]. 孙诗裕,俞阿龙,赵磊,张鹏鹏. 公路. 2016(04)
[5]基于EEMD与FastICA的损伤异常识别与定位[J]. 姜绍飞,陈志刚,沈清华,吴铭昊,麻胜兰. 振动与冲击. 2016(01)
[6]基于改进Hilbert-Huang变换的结构损伤识别方法研究[J]. 任宜春,翁璞. 振动与冲击. 2015(18)
[7]环境激励下船舶结构模态参数识别方法综述[J]. 洪明,雷川,崔洪宇. 船舶. 2014(05)
[8]环境激励下结构模态参数识别方法综述[J]. 刘宇飞,辛克贵,樊健生,崔定宇. 工程力学. 2014(04)
[9]基于NExT/ERA方法环境激励下的船体结构模型总体模态参数识别[J]. 万岭,洪明,许俊臣. 船舶力学. 2013(07)
[10]基于遗传算法的海洋平台损伤诊断[J]. 刘娟,黄维平,石湘. 振动.测试与诊断. 2012(02)
硕士论文
[1]环境激励模态分析方法的比较[D]. 夏祥麟.中南大学 2013
本文编号：3291163
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 结构固有模态参数损伤识别法
1.2.2 结构模型修正损伤识别方法
1.2.3 基于信号处理的损伤识别方法
1.2.4 人工智能损伤识别方法
1.3 本文主要工作
1.3.1 结构损伤识别的发展趋势
1.3.2 本文主要研究内容与结构安排
2 应变模态分析理论
2.1 应变响应的模态振型
2.2 应变模态正交性证明
2.3 应变频响函数
2.4 本章小结
3 模态参数识别方法
3.1 模态参数辨识综述
3.1.1 频域法
3.1.2 时域法
3.1.3 联合时频法
3.2 基于应变响应的特征系统实现算法
3.2.1 连续时间系统的应变状态空间方程
3.2.2 离散时间系统的应变状态空间方程
3.2.3 系统最小实现
3.2.4 应变模态参数识别
3.3 基于应变响应的峰值拾取法
3.3.1 功率谱密度函数
3.3.2 维纳-辛钦关系
3.4 峰值拾取法的理论推导
3.5 本章小结
4 基于惠斯通原理的损伤应变监测方法
4.1 惠斯通全桥理论简述
4.2 新的损伤应变监测方法
4.3 铝板模态参数数值分析
本章小结
5 基于应变模态的板结构损伤识别实验研究
5.1 基于应变模态的损伤识别准则
5.1.1 应变模态差
5.1.2 柔度矩阵
5.1.3 损伤权重指标
5.2基于PP法的模态参数辨识实验
5.2.1 实验布置
5.2.2 锤击激励
5.2.3 实验模态参数
5.3 损伤识别实验设计
5.3.1 应变测量方法
5.3.2 损伤模拟
5.3.3 损伤工况
5.4 损伤识别实验结果分析
5.4.1 测量方式一和方式二的损伤识别结果对比
5.4.2 方式一和方式三的单损伤识别实验对比
5.4.3 方式一和方式三的多损伤识别实验对比
5.4.4 方式一和方式三的损伤距离实验对比
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 论文工作总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Boundary condition modelling and identification for cantilever-like structures using natural frequencies[J]. Wei LIU,Zhichun YANG,Le WANG,Ning GUO. Chinese Journal of Aeronautics. 2019(06)
[2]基于应变脉冲响应协方差的损伤识别方法研究[J]. 李雪艳,张惠民. 力学学报. 2017(05)
[3]基于模态应变能法的弹性薄板损伤识别[J]. 刘文光,颜龙,郭隆清. 噪声与振动控制. 2016(03)
[4]遗传算法与数据融合在桥梁结构损伤识别中的应用[J]. 孙诗裕,俞阿龙,赵磊,张鹏鹏. 公路. 2016(04)
[5]基于EEMD与FastICA的损伤异常识别与定位[J]. 姜绍飞,陈志刚,沈清华,吴铭昊,麻胜兰. 振动与冲击. 2016(01)
[6]基于改进Hilbert-Huang变换的结构损伤识别方法研究[J]. 任宜春,翁璞. 振动与冲击. 2015(18)
[7]环境激励下船舶结构模态参数识别方法综述[J]. 洪明,雷川,崔洪宇. 船舶. 2014(05)
[8]环境激励下结构模态参数识别方法综述[J]. 刘宇飞,辛克贵,樊健生,崔定宇. 工程力学. 2014(04)
[9]基于NExT/ERA方法环境激励下的船体结构模型总体模态参数识别[J]. 万岭,洪明,许俊臣. 船舶力学. 2013(07)
[10]基于遗传算法的海洋平台损伤诊断[J]. 刘娟,黄维平,石湘. 振动.测试与诊断. 2012(02)
硕士论文
[1]环境激励模态分析方法的比较[D]. 夏祥麟.中南大学 2013
本文编号：3291163
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3291163.html
