黄立新
,
杨真真
,
赵文举
玻璃钢/复合材料
基于模态应变能,本文提出Euler-Bernoulli功能梯度梁的损伤识别方法.首先利用有限元方法计算Euler-Bernoulli功能梯度梁的单元刚度矩阵和振型模态参数,然后计算单元刚度矩阵与振型的二次积,即得单元模态应变能.在此基础上,根据单元模态应变能损伤前后的变化,给出Euler-Bernoulli功能梯度梁的损伤指标.通过数值算例,验证了Euler-Bernoulli功能梯度粱的损伤识别方法的有效性.数值结果表明,提出的损伤指标能够很好地识别出梁的损伤单元.
关键词:
Euler-Bernoulli功能梯度梁
,
模态应变能
,
损伤识别
,
有限元法
张鑫
,
顾桂梅
玻璃钢/复合材料
为解决风机叶片在多种损伤工况下的结构损伤识别问题,采用一种模态应变能变化率和BP神经网络结合的分步判别方法.首先利用ANSYS软件建立风机叶片的结构模型,选取模态应变能变化率作为检测结构损伤的特征参数;然后分别在单损伤与多损伤工况下,通过比较损伤前后各单元的模态应变能变化初步定位损伤;最后通过BP神经网络精确判定损伤状态,辨别叶片的损伤位置和程度.结果表明,通过比较各单元模态应变能变化率,可以有效实现损伤的初步定位,利用BP神经网络可以准确诊断出叶片损伤位置和程度.这种方法对同一单元不同程度损伤、同程度多损伤等多种损伤工况均有良好的识别效果.
关键词:
风机叶片
,
损伤识别
,
模态应变能
,
BP神经网络
黄烨
,
郑世杰
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2010.04.008
模糊理论具有处理不确定性信息的能力,在表征复杂的结构健康监测系统内、外部参数的类属、性态等的不精确、不明晰性方面具有独特的优势.为了监测复合材料层合结构的脱层损伤,引入以微观力学理论为基础的连续性损伤力学模型,提出用于模糊推理损伤监测系统的新的损伤表征参数,该损伤参数从脱层损伤的几何本质上描述脱层损伤的特性,比常规的以各方向弹性模量减少为特征的损伤表征更具有准确性和直观性.建立基于新的损伤参数的模糊推理损伤监测系统,并将其应用于复合材料柔性梁的脱层损伤监测中,仿真算例表明该系统可以快速、准确地识别出结构损伤的位置和程度.
关键词:
复合材料
,
损伤识别
,
模糊推理
,
脱层损伤
,
损伤表征参数
顾桂梅
,
王峥
,
汪芳莉
玻璃钢/复合材料
空间结构的损伤识别是一个相对复杂的过程,需要考虑结构的空间三维振动情况.由于叶片具有复杂的空间结构,为有效判别其结构损伤,定义了新的损伤指标——轴向振型差变化率.应用ANSYS建立了叶片结构无损伤和有损伤的模型,计算了叶片不同损伤情况下该损伤指标的变化规律,并将该方法运用到实验叶片模型中.实验结果表明:轴向振型差变化率可以有效识别损伤,为探索通过轴向振型差变化率识别风力机叶片的结构损伤提供了一种可行的方法.
关键词:
风力机叶片
,
结构损伤
,
轴向振型差变化率
,
损伤识别
巴塔西
,
于哲峰
,
汪海
复合材料学报
提出了一种预测含特定分层损伤层压板发生局部屈曲时整体应变的方法.认为含分层子板的局部屈曲载荷由其弯曲刚度最大的分层决定,因而含有相同最大弯曲刚度分层的不同子板具有相同的屈曲载荷.在已知弯曲刚度最大分层的屈曲载荷的情况下,根据层压板的轴向刚度公式,计算出发生局部屈曲时弯曲刚度最大的分层与完好的基板分别承受的载荷,即得到总载荷,进而得到层压板的整体应变.用ABAQUS有限元分析软件建立含分层损伤的层压板模型,使用准静态加载进行了多种分层深度和分层位置下的局部屈曲仿真,所得局部屈曲载荷符合上述推论.用所提方法预测发生局部屈曲时的整体应变,结果与有限元结果吻合较好,此方法可用于建立分层参数识别的参照样本库.
关键词:
复合材料层压板
,
分层损伤
,
损伤识别
,
局部屈曲
,
应变突变
黄立新
,
岳世燕
,
胡中明
,
杨真真
玻璃钢/复合材料
针对功能梯度经典梁,研究损伤识别的模态应变能变化率方法的抗噪音性能.基于有限元商用软件ABAQUS计算平台,计算功能梯度经典梁自由振动模态参数,并加入一定水平的噪音.用这些含噪音的模态参数仿真实际测量值.模态参数测量噪音模型采用高斯分布模型,并比较了计算噪音水平的三种计算方法.通过数值算例,分析测量噪音对功能梯度经典梁损伤识别的影响.从损伤识别结果可以发现,在1％、2％和5％的噪音水平情况下,均能很好地识别出梁的损伤单元.这表明功能梯度经典梁损伤识别的模态应变能变化率方法具有良好的抗噪音性能.
关键词:
功能梯度经典梁
,
模态应变能变化率
,
损伤识别
,
抗噪音性能
岳世燕
,
杨真真
,
谢峰
,
黄立新
玻璃钢/复合材料
随着功能梯度梁的跨高比从小(厚梁)变到大(薄梁),梁的变形受到剪切变形的影响就会从大变到小.为了准确分析功能梯度梁的变形,跨高比小的厚梁采用Timoshenko梁模型,而跨高比大的薄梁采用Euler-Bernoulli梁模型.采用这两种梁模型进行功能梯度梁自由振动的有限元计算,分析单元刚度矩阵、质量矩阵和模态阵型等存在的差异.通过数值算例,研究了这两种梁模型的差异对模态应变能法的损伤识别指标的影响.对于厚梁,Timoshenko梁模型的损伤指标优于Euler-Bernoulli梁模型;对于很薄的梁(例如,l/h=25时的薄梁),Euler-Bernoulli梁模型的损伤指标优于Timoshenko梁模型.
关键词:
功能梯度材料
,
Euler-Bernoulli梁模型
,
Timoshenko梁模型
,
模态应变能
,
损伤识别
盈亮
,
刘文权
,
王丹彤
,
胡平
,
王琪
中国有色金属学报
基于GTN损伤模型,采用实验与有限元仿真相结合的方式对高强度7075-T6铝合金在温成形HFQ工艺过程中的损伤演化进行研究.通过扫描电镜观测得铝合金板材在变形中的损伤演化符合孔洞长大、形核、聚合和最终断裂的规律;采用中心复合试验设计法构造拉伸曲线关键变量关于GTN损伤参数的响应曲面模型,进而结合遗传算法确定铝合金板材的损伤参数;通过有限元软件ABAQUS仿真预测不同温度下铝合金方盒拉深过程中的损伤分布情况.结果表明:提高成形温度可使得铝合金板材的成形性得到有效改善,实验观测的板材开裂行为和开裂位置与损伤预测结果相一致,证明了GTN损伤模型在铝合金温冲压成形性仿真分析中的适用性.
关键词:
7075-T6铝合金
,
温成形
,
GTN损伤模型
,
损伤识别
,
数值模拟
