飞机金属结构智能监测技术耦合建模分析

发布时间：2021-09-28 22:14

　　虽然各种新型飞机结构材料已经广泛应用,但铝合金材料依然是飞机结构主要材料之一,因此,必须在飞机设计时要考虑到铝合金结构的可靠性问题。以压电元件为基础的智能监测技术由于对铝合金结构常见微小损伤的灵敏度较高,因而作为一种具有广阔应用前景以及高效的实时在线损伤监测方法受到国内外相关机构的广泛研究。本文结合有限元软件ABAQUS与相关智能监测技术理论,对飞机金属结构智能监测技术的耦合建模分析进行了研究,具体内容包括:首先,探讨了压电元件应用在智能监测技术上的基本原理,研究了Lamb波在铝合金板结构中的传播特性,建立了适用于本文损伤形式研究的传感器仿真分析模型,并且介绍了铝合金材料裂纹损伤和孔损伤情况下的智能监测技术建模方法。然后,详细地介绍了一种关于铝合金板裂纹损伤的智能监测有限元仿真方法,分别对铝合金板在无损伤和有裂纹损伤情况进行了有限元仿真分析,得到了不同位置、不同角度、不同边界条件下铝合金板受到裂纹损伤时各PZT压电传感器的电势差值信号,通过分析这些电势差值信号的变化规律逆向推理出铝合金板结构中裂纹的大致长度和位置。最后,详细地介绍了一种使用Lamb波探测铝合金板损伤的有限元仿真分析方法... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 飞机金属结构智能监测技术的概念和研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 飞机结构智能监测技术的发展
        1.3.2 基于压电阵列和Lamb技术的结构智能监测技术
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 铝合金结构智能监测建模方法及理论研究
    2.1 压电元件的应用原理
        2.1.1 压电效应与原理
        2.1.2 压电本构方程
    2.2 Lamb波的传播特性
    2.3 基于压电元件的智能监测技术模型建立
        2.3.1 基于ABAQUS/Standard模块的裂纹损伤识别模型
        2.3.2 基于ABAQUS/Explicit模块的损伤识别模型
    2.4 本章小结
第三章 基于压电阵列的铝合金裂纹损伤识别建模分析
    3.1 基于压电阵列的裂纹损伤识别仿真模型的建立
    3.2 四端固支边界条件下裂纹损伤对传感器信号的影响
        3.2.1 裂纹长度变化对传感器信号的影响
        3.2.2 初始裂纹位置变化对传感器信号的影响
        3.2.3 初始裂纹角度变化对传感器信号的影响
    3.3 两端固支两端简支边界条件下裂纹损伤对传感器信号的影响
    3.4 本章小节
第四章 基于Lamb信号的智能监测技术仿真研究
    4.1 基于Lamb波的智能检测技术仿真计算
    4.2 Lamb波智能监测孔损伤的仿真模拟计算
        4.2.1 不同孔深孔损伤情况下的Lamb波传播仿真计算
        4.2.2 不同尺寸孔损伤情况下的Lamb波传播仿真计算
        4.2.3 不同位置孔损伤情况下的Lamb波传播仿真计算
    4.3 信号处理方法在智能监测技术上的应用
    4.4 本章小节
第5章 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
作者简介



本文编号：3412628