基于模態(tài)應(yīng)變能變化率法功能梯度Timoshenko梁結(jié)構(gòu)損傷識別的研究.pdf

1、功能梯度材料(FGMs)是一種材料的性質(zhì)和功能沿空間方向呈梯度連續(xù)變化的新型非均質(zhì)復(fù)合材料，該種材料內(nèi)部不存在明顯的界面，功能梯度材料的這些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)使其在航空航天、土木工程、機(jī)械工程、化學(xué)工程等許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于各種因素導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷，甚至因喪失穩(wěn)定性而發(fā)生災(zāi)難，危及人生安全或損失大量財(cái)產(chǎn)，所以對功能梯度材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識別至關(guān)重要。
　　基于功能梯度Euler-Bernoulli梁理論，首先推導(dǎo)了2節(jié)點(diǎn)6自由度梁單元

2、的模態(tài)應(yīng)變能表達(dá)式，然后采用模態(tài)應(yīng)變能變化率法進(jìn)行Euler-Bernoulli梁結(jié)構(gòu)的損傷識別。在損傷識別過程中，有限元計(jì)算得到的模態(tài)振型加入高斯分布的噪音，模擬實(shí)際測量誤差。通過數(shù)值算例研究分析了模態(tài)應(yīng)變能變化率法的抗噪音性能，為Timoshenko梁的損傷識別做了前期準(zhǔn)備工作。
　　針對功能梯度Timoshenko梁結(jié)構(gòu)，采用模態(tài)應(yīng)變能變化率法進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識別的研究?；诠δ芴荻萒imoshenko梁理論，推導(dǎo)了2節(jié)點(diǎn)6自由

3、度梁單元的模態(tài)應(yīng)變能表達(dá)式，并給出了表達(dá)式中單元?jiǎng)偠染仃嚨娘@式積分。采用功能梯度Timoshenko梁的有限元分析方法，求出模態(tài)振型，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了功能梯度Timoshenko梁結(jié)構(gòu)損傷的識別方法。在損傷識別過程中，由大型商用有限元分析軟件ABAQUS計(jì)算得到的模態(tài)振型加入高斯分布的噪音，模擬振型的測量誤差，并討論了測量誤差對損傷識別結(jié)果的影響。數(shù)值算例表明，模態(tài)應(yīng)變能變化率法可較好地識別出Timoshenko梁結(jié)構(gòu)損傷位置且有較好