具有裂缝的柔性悬臂梁的振动特性研究及其裂缝参数识别研究

发布时间：2021-04-27 18:41

　　山于柔性结构对外界干扰和工作环境部很敏感，导致柔性结构在工作过程中比较容易产生物理缺陷。当柔性结构上有物理缺陷时，柔性结构的工作稳定性将受到很大的影响。柔性悬臂梁是柔性结构中最常见的一种典型结构，裂缝则是柔性结构经常产生的一种物理缺陷，研究裂缝对柔性悬臂梁振动特性的影响，对研究物理缺陷对柔性结构稳定性的影响具有一定的代表性。本论文主要从裂缝所处位置以及裂缝的长度这两个方面研究裂缝对柔性悬臂梁振动特性的影响，并在此基础上利用人工神经网络柔性悬擘粱上裂缝所在位置和裂缝长度，以实现对裂缝缺陷的智能诊断。 为此本论文首先利用有限元方法模拟当柔性悬臂梁上有裂缝时的振动情况。为了讨论裂缝所处位置、裂缝长度对柔性悬臂梁振动特性的影响，在梁上选取了7个不同位置，并在每个位置上设定了7种裂缝长度，建立了49根的柔性悬臂梁的有限元模型。此外，还建立一无物理缺陷的柔性悬臂梁有限元模型，作为对比样本。首先对柔性悬臂梁进行模态分析，研究裂缝位置、裂缝长度粱固有模态频率的影响。然后对这些悬臂梁模型施加相同初始条件，选取粱上相同位置观测其振动位移和振动应变。本论文还通过柔性悬臂梁振动的实验，观察裂缝所处位置、... 

【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
绪论
    1.1 智能结构的组成和特性
        1.1.1 智能结构的传感元件
        1.1.2 智能结构的驱动元件
        1.1.3 智能结构的控制系统
    1.2 智能结构的研究现状
        1.2.1 航空航天领域
        1.2.2 汽车工业领域
        1.2.3 抑制振动和噪声
        1.2.4 其它领域
    1.3 关于有裂缝缺陷柔性梁的振动研究
        1.3.1 有裂缝缺陷柔性梁的振动研究的意义
        1.3.2 有裂缝柔性梁振动特点及研究方法
        1.3.3 故障诊断技术与神经网络在本课题中的应用研究
        1.3.4 本课题具体研究内容和结果
第二章 具有裂缝柔性悬臂梁的振动研究
    2.1 有限元方法简介
    2.2 柔性悬臂梁有限单元模型的建立
        2.2.1 局部坐标系内的单元刚度矩阵
        2.2.2 单元刚度矩阵从局部坐标系到总体坐标系的转换
    2.3 柔性悬臂梁的动力学模型
    2.4 柔性悬臂梁的仿真算例
        2.4.1 柔性悬臂梁的固有模态频率仿真结果
        2.4.2 柔性悬臂梁振动位移的仿真结果
        2.4.3 柔性悬臂梁应变的仿真结果
第三章 柔性悬臂梁的振动实验研究
    3.1 柔性悬臂梁振动实验目的
    3.2 柔性悬臂梁振动实验原理设计及设备选用
        3.2.1 柔性悬臂梁振动实验测试系统的设计
        3.2.2 柔性悬臂梁振动实验的设备
    3.3 柔性悬臂梁振动实验的数据
第四章 人工神经网络对柔性悬臂梁裂缝缺陷的识别
    4.1 人工神经网络的简介
        4.1.1 人工神经网络的发展概况
        4.1.2 神经网络的结构及类型
    4.2 人工神经网络设计
        4.2.1 人工神经网络类型的选取
        4.2.2 BP神经网络层数和层内结点数的选择
        4.2.3 BP神经网络模型的建立
    4.3 BP神经网络的训练及算例
        4.3.1 BP神经网络的训练
        4.3.2 BP神经网络的算例
结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电流变材料的智能结构研究进展与应用[J]. 费仁元,王民.  制造技术与机床. 2001(08)
[2]压电驱动器用于薄板型结构振动主动控制研究[J]. 陈伟民,管德,李敏,诸德超.  航空学报. 2001(02)
[3]智能结构系统──减灾防灾的研究前沿[J]. 黄尚廉.  土木工程学报. 2000(04)
[4]智能材料驱动器的研究与应用[J]. 王军武.  武汉工业大学学报. 2000(04)
[5]一种新型材料——电流变液的研究现状及应用[J]. 尹剑波.  江苏化工. 2000(07)
[6]光纤智能结构/蒙皮在航空上的应用[J]. 李尚俊.  中国民航飞行学院学报. 2000(02)
[7]智能材料及其应用[J]. 高德川,王依民,邹黎明.  化工新型材料. 2000(04)
[8]智能材料及其应用[J]. 贺志荣.  陕西工学院学报. 1999(03)
[9]土木工程智能结构体系的研究与发展[J]. 欧进萍,关新春.  地震工程与工程振动. 1999(02)
[10]压电桁架结构动力学建模与振动控制[J]. 聂润兔,邵成勋,邹振祝.  宇航学报. 1998(04)



本文编号：3163969