基于边界效应的动力学无损检测方法

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结构中存在的裂纹、缺口等缺陷或损伤,引入了新的边界,则在缺陷或损伤的局部产生边界效应,提取对应的边界层函数,就能捕获缺陷或损伤。本文基于辛弹性力学的边界效应理论建立了梁型结构和板型结构损伤位置检测的动力学方法。首先,通过结构的动力学响应解析表达式获取与损伤边界关联的特征因子,给出了具体边界条件下的工作变形分析,即ODS分析模型,确定了边界层解及边界层解的组合。然后,采用了基于移动矩形窗的最小二乘拟合方法,提取边界层函数因子,最后根据边界层函数及组合的特性变化进行梁型结构和板型结构的损伤判断。在数值仿真方面,研究了含裂纹铝梁、T300/648复合材料梁和含孔板的边界层特性,识别并实现了含有一条裂纹、多条裂纹的等截面梁、渐变截面梁、台阶突变梁以及含中间对称裂纹的梁的损伤精确定位;识别并实现了含有单孔和多孔板的损伤精确定位。在实验研究方面,本文采用扫描激光测振技术,获取了含裂纹铝梁、T300/648复合材料梁的工作变形ODS数据,利用本文ODS分析模型和边界层函数提取技术,识别并实现了损伤定位。验证了本文方法的有效性。
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