基于模态分析的桁架结构早期损伤识别

发布时间：2024-01-21 09:27

　　机械设备在使用过程中，由于疲劳破坏和工作环境(如高温、低温、腐蚀性气体等)的联合作用，以及冶金夹杂、缩松、缩孔、加工装配缺陷等因素的影响会产生微小结构裂纹。由于交变载荷的作用，这些微小裂纹附近会产生应力集中，裂纹会逐渐扩大，导致零件或机构失效，造成重大事故。 桁架结构是各类工程设备、基础设施的重要组成部分。而这些桁架本身是否有损伤存在关系到整体结构能否安全运行。一旦有损伤而未能及时发现，很有可能造成工程彤塌、设备损坏甚至人员伤亡等严重事故，影响生产活动的顺利进行。 现有的损伤识别方法虽然种类繁多，但针对早期损伤(或者称为小损伤)识别的研究很少见诸文献。只是有个别文献提及一下，未作深入研究。 本文基于模态分析方法研究了早期损伤的识别，并用应力曲线进行了校验。利用ANSYS进行桁架结构有限元模型的建立，选定四组杆件，在每一组中随机指定一根，通过降低其弹性模量来模拟早期损伤；对损伤前后的桁架分别进行模态分析，提取所选四组杆件的模态数据。这些模态数据里面包含着杆件损伤的信息，通过差分、平方差等数学手段对模态数据里面的损伤信息进行显化处理，以曲线的形式再现各个节点类振型(...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 损伤概述
    1.2 损伤识别的意义及国内外研究概况
        1.2.1 结构损伤识别技术的研究意义
        1.2.2 损伤识别技术的发展
        1.2.3 结构损伤识别技术的发展趋势
    1.3 课题的研究意义及内容
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 研究内容
2 基础理论与软件简介
    2.1 有限元知识
        2.1.1 概述
        2.1.2 有限元分析的弹性力学理论基础
    2.2 模态分析技术
        2.2.1 概述
        2.2.2 基本概念
    2.3 应用软件简介
        2.3.1 ANSYS软件
        2.3.2. Matlab软件
3 桁架结构的模态分析
    3.1 桁架有限元模型的建立
    3.2 损伤的模拟及模态分析
    3.3 模态数据的提取
    3.4 本章小结
4 损伤信息提取与判读
    4.1 模态振型数据处理
    4.2 差值曲线分析
    4.3 本章小结
5 分析结果校验
    5.1 桁架力学分析
    5.2 损伤信息分析与判断
    5.3 本章小结
6 工程应用方案
7 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
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本文编号：3881710