基于三维仿真与模型参数监测的机械结构局部损伤诊断方法
发布时间：2024-12-04 22:51
随着科学技术的进步、现代工业的发展以及人类生活日益增长的需求,现代机械装备与结构正在向大型化、复杂化与自动化方向发展。 机械结构在使用过程中,在承受工作载荷的作用以及各种突发性外在因素影响下可能发生局部损伤。当局部损伤积累到一定程度时,会导致局部或整体结构的失效。对于重要结构,损伤所导致的机械装备与结构的故障停机将造成巨大的经济损失,乃至引发重大的灾难性事故。世界上不乏由于机械损伤导致灾难性事故的实例。对机械结构进行损伤监测与失效预警,将在很大程度上消除事故隐患和避免发生灾难性事故。因此,结构损伤监测与诊断方法的研究具有重要意义。 基于振动的结构损伤检测与诊断技术可实现在线损伤(特别是早期损伤)的定量检测与诊断,从而保证在役设备与结构的运行安全,并为近代预知维修提供可靠信息。因此,近年来这种技术得到迅速发展。其中以模型为基础的方法能够实时、敏感地发现由于结构损伤所造成的结构动态特性的本质变化,并有可能对损伤作定量评估,从而受到国内外研究者的广泛关注。 在基于结构振动特性的损伤检测方法中,常用和有效的一种方法是利用结构定量模型(如模态模型)的参数检测方法,如利用结构...
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 损伤监测研究的背景和意义
1.2 结构损伤监测研究的内容
1.3 基于结构振动特性的损伤检测或监测技术研究现状
1.3.1 基于结构振动特性的损伤检测或监测技术选取的参数
1.3.2 模态综合技术在损伤检测或监测上的应用
1.3.3 工作模态识别技术在损伤检测或监测上的应用
1.3.4 人工智能、遗传算法在的结构损伤检测或监测上的应用
1.4 运用虚拟样机技术预测结构易损伤位置
1.4.1 虚拟样机技术概述
1.4.2 结构易损伤位置预测
1.5 主要研究内容和工作
第二章 虚拟样机技术和损伤敏感参数分析
2.1 虚拟样机技术与结构易损伤位置预测
2.1.1 虚拟样机技术概述
2.1.2 结构易损伤位置预测
2.1.3 利用虚拟样机技术进行结构易损伤位置预测的流程
2.2 基于实验模态分析的结构动力有限元模型修改
2.2.1 有限元模型建立及试算
2.2.2 结构模态实验
2.2.3 实验模态与计算模态误差分析
2.2.4 有限元模型修改
2.3 结构损伤敏感参数分析
2.4 结构易损伤位置预测
2.4.1 材料S-N曲线
2.4.2 Miner线性累积损伤理论
2.4.3 门形框架易损伤位置计算结果
2.5 小结
第三章 结构损伤导致的模态参数变化分析
3.1 结构损伤发生后结构振动特征摄动
3.1.1 结构损伤的振动特征一阶摄动
3.1.2 结构损伤的振动特征二阶摄动
3.1.3 当i=s时Cs~((1))和Cs~((2))的确定
3.1.4 结构损伤发生后结构振动特征
3.2 结构损伤监测参数的选取
3.3 门形框架结构关键部位损伤模态频率变化的有限元分析
3.3.1 结构损伤的有限元模型
3.3.2 有损伤门形框架有限元模型计算
3.4 门形框架结构关键部位损伤模态实验
3.5 门形框架结构关键部位损伤模态频率漂移特征
3.5.1 有损伤门形框架结构有限元模型模态频率漂移特征
3.5.2 有损伤门形框架结构实验模态频率漂移特征
3.5.3 计算与实验模态频率漂移特征比较
3.6 小结
第四章 子结构耦合关系及结构损伤信息分布
4.1 基于频响函数的子结构综合
4.2 基于模态激励的考虑连接动态特性的子结构综合
4.3 考虑连接动态特性子结构综合后的频响函数
4.4 考虑连接动态特性子结构间的相互影响
4.5 子结构的频响函数及其包含的信息
4.6 刚性连接的子结构综合
4.6.1 子结构及组合结构的特征值
4.6.2 子结构及组合结构传递函数
4.6.3 子结构刚度变化后结构传递函数
4.7 小结
第五章 工作模态参数辨识及不确定性分析
5.1 工作模态分析技术概述
5.2 工作模态参数识别的理论
5.3 工作模态实验与锤击法模态实验结果的不确定性
5.4 有损伤门形框架结构模态频率漂移归一化向量的重新计算
5.5 小结
第六章 结构健康监测系统的优化及试验验证
6.1 传感器优化布置
6.1.1 Fisher信息阵的构建
6.1.2 传感器优化布置的一些条件
6.1.3 传感器优化布置
6.2 损伤监测检验
6.3 小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读博士期间发表的论文
本文编号：4014304
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 损伤监测研究的背景和意义
1.2 结构损伤监测研究的内容
1.3 基于结构振动特性的损伤检测或监测技术研究现状
1.3.1 基于结构振动特性的损伤检测或监测技术选取的参数
1.3.2 模态综合技术在损伤检测或监测上的应用
1.3.3 工作模态识别技术在损伤检测或监测上的应用
1.3.4 人工智能、遗传算法在的结构损伤检测或监测上的应用
1.4 运用虚拟样机技术预测结构易损伤位置
1.4.1 虚拟样机技术概述
1.4.2 结构易损伤位置预测
1.5 主要研究内容和工作
第二章 虚拟样机技术和损伤敏感参数分析
2.1 虚拟样机技术与结构易损伤位置预测
2.1.1 虚拟样机技术概述
2.1.2 结构易损伤位置预测
2.1.3 利用虚拟样机技术进行结构易损伤位置预测的流程
2.2 基于实验模态分析的结构动力有限元模型修改
2.2.1 有限元模型建立及试算
2.2.2 结构模态实验
2.2.3 实验模态与计算模态误差分析
2.2.4 有限元模型修改
2.3 结构损伤敏感参数分析
2.4 结构易损伤位置预测
2.4.1 材料S-N曲线
2.4.2 Miner线性累积损伤理论
2.4.3 门形框架易损伤位置计算结果
2.5 小结
第三章 结构损伤导致的模态参数变化分析
3.1 结构损伤发生后结构振动特征摄动
3.1.1 结构损伤的振动特征一阶摄动
3.1.2 结构损伤的振动特征二阶摄动
3.1.3 当i=s时Cs~((1))和Cs~((2))的确定
3.1.4 结构损伤发生后结构振动特征
3.2 结构损伤监测参数的选取
3.3 门形框架结构关键部位损伤模态频率变化的有限元分析
3.3.1 结构损伤的有限元模型
3.3.2 有损伤门形框架有限元模型计算
3.4 门形框架结构关键部位损伤模态实验
3.5 门形框架结构关键部位损伤模态频率漂移特征
3.5.1 有损伤门形框架结构有限元模型模态频率漂移特征
3.5.2 有损伤门形框架结构实验模态频率漂移特征
3.5.3 计算与实验模态频率漂移特征比较
3.6 小结
第四章 子结构耦合关系及结构损伤信息分布
4.1 基于频响函数的子结构综合
4.2 基于模态激励的考虑连接动态特性的子结构综合
4.3 考虑连接动态特性子结构综合后的频响函数
4.4 考虑连接动态特性子结构间的相互影响
4.5 子结构的频响函数及其包含的信息
4.6 刚性连接的子结构综合
4.6.1 子结构及组合结构的特征值
4.6.2 子结构及组合结构传递函数
4.6.3 子结构刚度变化后结构传递函数
4.7 小结
第五章 工作模态参数辨识及不确定性分析
5.1 工作模态分析技术概述
5.2 工作模态参数识别的理论
5.3 工作模态实验与锤击法模态实验结果的不确定性
5.4 有损伤门形框架结构模态频率漂移归一化向量的重新计算
5.5 小结
第六章 结构健康监测系统的优化及试验验证
6.1 传感器优化布置
6.1.1 Fisher信息阵的构建
6.1.2 传感器优化布置的一些条件
6.1.3 传感器优化布置
6.2 损伤监测检验
6.3 小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读博士期间发表的论文
本文编号：4014304
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/4014304.html
