金属点阵夹层板分别在含填充材料和热环境下的损伤识别研究

发布时间：2023-09-02 11:40

　　点阵夹层板因其具有轻质、隔热、高比刚度、高比强度以及可设计性等优点,因此在高速飞行器热防护领域具有广阔的应用前景。目前,国内外学者对于点阵夹层板在常温条件下的损伤识别以及动力学特性已经开展了比较深入的研究。同时,对于夹层板在热环境下的动力学响应问题也是逐渐成为最近的研究热点。点阵夹层板应用于热防护系统时,通常要面临极端热力环境,通常将轻质隔热材料填入在夹层板中以提高点阵夹层板的热防护性能。但是,目前关于含填充点阵夹层板损伤识别方面还没有系统的研究工作。此外,对于点阵夹层板在热环境下的损伤识别研究没有相关报道。因此,针对含填充点阵夹层板和在热环境下点阵夹层板的损伤识别问题,本文提出了一种损伤识别方法,并通过数值模拟和实验验证了该方法对于损伤识别的有效性,同时研究了夹层板损伤在热环境下的动力学响应问题。首先,基于柔度矩阵和Teager能量算子提出了一种损伤识别方法,为了考虑损伤对于低阶模态和高阶模态的影响而引入了权重系数。通过数值模拟验证了提出的方法可以有效识别单处损伤和多处损伤。其次,通过多普勒激光测振仪获得含填充点阵夹层板的振动模态参数。一方面,通过有限元与实验的损伤前后固有频率变化率...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 点阵结构概述
    1.3 夹层板损伤识别发展现状
        1.3.1 结构动力学方法
        1.3.2 无损检测方法
    1.4 夹层板在热环境下的相关研究
    1.5 本文研究内容
第2章 含填充点阵夹层板损伤识别方法的数值模拟
    2.1 引言
    2.2 损伤识别方法介绍及相关理论
        2.2.1 损伤标识量的选择
        2.2.2 柔度矩阵法
        2.2.3 Teager能量算子
            2.2.3.1 Teager能量算子的定义
            2.2.3.2 Teager能量算子的离散形式
        2.2.4 基于柔度矩阵和Teager能量算子的损伤识别方法
    2.3 数值模拟验证
        2.3.1 有限元模态分析理论
        2.3.2 数值模型
        2.3.3 单一位置的损伤识别
        2.3.4 多处位置的损伤识别
    2.4 本章小结
第3章 损伤识别方法的实验验证及相关讨论
    3.1 引言
    3.2 实验验证
        3.2.1 实验装置
        3.2.2 实验试件制备
        3.2.3 实验结果
    3.3 填充物材料属性的影响
        3.3.1 含填充夹层板与未填充夹层板的模态分析
        3.3.2 填充物材料属性对于试件动力学参数影响
        3.3.3 填充物材料属性对于试件损伤识别效果影响
    3.4 本章小结
第4章 热环境下点阵夹层板损伤识别的数值模拟
    4.1 引言
    4.2 传热学基本理论
        4.2.1 导热
        4.2.2 热对流
        4.2.3 热辐射
        4.2.4 边界条件
    4.3 热应力基本理论
    4.4 热模态基本理论
    4.5 温度对于模态参数的影响
        4.5.1 夹层板有限元模型
        4.5.2 夹层板在热流密度下的模态分析
        4.5.3 夹层板在不同热流密度下的模态分析
    4.6 热流作用下的损伤识别
        4.6.1 单一位置损伤识别
        4.6.2 多处位置损伤识别
    4.7 本章小结
第5章 热环境下局部损伤对于动力学响应影响分析
    5.1 引言
    5.2 损伤程度的影响
    5.3 损伤位置的影响
    5.4 损伤形式的影响
    5.5 边界约束条件的影响
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3845134