航空结构关键部位损伤识别方法研究

【类型】学位论文

【作者】金培 

【关键词】 结构健康监测 结构关键部位 疲劳裂纹 复合材料 应力波 损伤因子 虚拟仪器

【摘要】航空工程结构在使用过程中在疲劳载荷的作用下难免发生损伤，在结构关键部位萌生裂纹，随着智能材料与结构的发展，利用集成在结构中或粘附在结构表面的先进激励/接收传感元件网络，在线准实时地获取与结构健康状态相关的信息来识别结构安全状态已成为可能。应用结构健康监测系统获取与结构中损伤的性质和程度等相关的信息，对预防结构性能退化乃至失效而引起的灾难性后果，提高和增强结构使用的安全性，同时降低航空结构维护成本具有重要意义。本文对航空结构关键部位的裂纹及常见的先进复合材料板结构损伤的识别和监测进行了研究，首先针对接头耳片结构，利用统计模式识别方法，将结构健康监测问题转化为模式识别问题，将提取到的测得信号的时间频率域特征作为贝叶斯分类器的输入，对分类器进行训练和测试，识别接头耳片结构中疲劳裂纹的长度，并提出针对接头耳片此类含应力集中部位结构的损伤定位策略，识别接头耳片中裂纹所在的部位。其次，针对常见的复合材料结构，提出了一种基于损伤因子的加权平均融合定位算法，识别复合材料结构中冲击损伤发生的位置，并通过实验证明了实验中模拟损伤方法的有效性。最后，基于虚拟仪器技术及损伤识别算法开发并建立了一套功能完整的两模块结构健康系统分别用于接头耳片和复合材料平板等航空结构关键部位的损伤监测，并通过实验验证了该结构健康系统的有效性和可靠性。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】南京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】周丽

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