基于壓電晶片陣列的復(fù)合材料層合板損傷檢測研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)是一個(gè)內(nèi)容涉及材料、力學(xué)、測控以及信息通信等多學(xué)科綜合交叉的前沿研究方向，至今國內(nèi)外圍繞該技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了近20年的研究。先進(jìn)的復(fù)合材料由于比強(qiáng)度和比剛度高等特點(diǎn)，可以達(dá)到減輕飛機(jī)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)性能的目的，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用越來越多，因此其結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性是需要考慮的問題。復(fù)合材料在制造和使用過程中，不可避免的會(huì)受到不同程度的損傷，尤其是沖擊和疲勞造成的基體開裂、內(nèi)部分層和纖維斷裂損傷等，這些損傷的不斷累積，

2、會(huì)大大降低飛機(jī)的安全性能，如果不能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中可能存在的損傷，那么有可能造成災(zāi)難性的后果，所以對復(fù)合材料進(jìn)行損傷監(jiān)測研究顯得極其重要?；贚amb波的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)對結(jié)構(gòu)中的裂紋和分層等小損傷比較敏感，被認(rèn)為是目前比較有效的結(jié)構(gòu)在線損傷監(jiān)測方法，已經(jīng)成為一個(gè)國際研究熱點(diǎn)，并且具有廣闊的應(yīng)用前景。本文對基于壓電晶片陣列的復(fù)合材料層合板損傷檢測進(jìn)行了研究，為基于Lamb波的主動(dòng)結(jié)構(gòu)健康技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供了一定的理論和應(yīng)用基礎(chǔ)

3、。
　　首先，對Lamb波的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了研究，探討了Lamb波在結(jié)構(gòu)中的傳播特性。介紹了壓電傳感器產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)的原理，推導(dǎo)了壓電晶片傳感器與復(fù)合材料層合板表面之間的作用關(guān)系，得到了傳感器等效的仿真模型。并對復(fù)合材料層合板的損傷建模方法進(jìn)行了介紹。
　　接著，詳細(xì)地介紹了一套Lamb波在復(fù)合材料層合板中傳播的有限元仿真方法。分別對復(fù)合材料層合板在無損和有損的條件下Lamb波的傳播進(jìn)行了有限元模擬，得到了Lamb波在結(jié)構(gòu)中的傳