硕士学位论文开题报告

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1、硕士学位论文开题报告基于振动的飞机翼梁损伤检测学号：姓名：导师：学院：专业：研究方向：日期：目录一、选题依据、目的和意义二、国内外研究现状三、预期目标四、研究的主要内容五、研究方案六、拟解决的关键问题与创新点七、研究计划进度八、主要参考文献一、选题依据、目的和意义1.1选题依据众所周知，结构的振动响应信号中包含了大量的信息，而且结构振动信号的测量相对简单、测试成本相对较低。与此同时，振动信号完全可以在结构工作的状态下采集，这就避免了对某些结构进行离线检测所带来的巨大经济损失。1.2选题的目的随着科技的快速发展，航空航天结构、土木结构以及机械设备，都在朝着功能齐全化、结构复杂化方向发展

2、。然而在这些结构服役期间，由于各种自然环境或者人为因素的影响，会导致其结构完整性受损，如能及时发现，将会避免由此产生的严重经济损失和危及人类生命安全的问题。1.3选题的意义随着飞行器使用率的提高和服役时间的延长，由于疲劳破坏引起的事故的可能性就越大，因此无损检测成为保证飞行安全必不可少的手段。特别是对飞行器翼和梁等受力构件的损伤检测，显得尤为重要。 二、国内外研究现状损伤识别的参考文献相当繁多，可又尝试将其分析方法归纳为九大类：第一类为运用频率变化来识别损伤，如1997年Salawu[1]应用频率的变化进行损伤识别，指出通过长期的监测与定期的振动测量可以有效的由频率的变化判断结构是否

3、存在损伤。2000年Cerri[2]通过对比实验所测得的频率与解析频率解两者间的差异来识别损伤。第二类为运用频率响应函数的差异性来探讨损伤。1999年Sampaio[3]与张[4]均尝试又频率响应函数的曲率来识别损伤的位置。2002年Lee[5-6]提出采用完整梁的频率和模态振型又及损伤后的传递函数来识别损伤，并以数值和实验案例来验证其提出的理论方法。第三类为以模态振型进行损伤识别。1996年Hjelmstad[7]尝试由位移模态计算弯曲刚度的变化来识别损伤。另外由模态振型延伸出来的模态曲率识别损伤方法，1998年Farrar[8]运用应变能变化、模态曲率法、柔度改变法、刚度改变法等

4、数种损伤指标进行高速公路桥梁的主梁损伤检测。第四类为运用小波信号分析方法识别损伤。1999年Wang[9]以空间小波进行损伤检测。2003年Gentile[10]尝试又不同的小波母函数进行简支梁数值模型单裂纹损伤识别。2005年Han[11]提出以小波包转换进行信号处理，再以小波包能量比指标来识别损伤位置。第五类为运用遗传算法进行损伤识别。第六类为运用神经网络进行损伤识别。Barai[12-13]于1995年和1997年分别尝试又传统人工类神经网络和时间延迟神经网络分析结构的损伤状况。第七类为模型更新法，运用数值软件建立与测量结构相同尺度的数值模型，并调整数值模型与测量结果相同，借此

5、建立测量结构的参考模型，又此进行损伤识别。2001年Maeck[14]采用直接刚度计算法求取Z24桥梁沿车行方法弯曲刚度EI值的分布，观察EI值的分布来识别损伤的位置。第八类为柔度指标，主要为通过各阶频率与振型来判断损伤位置。1995年Pandey[15]用柔度的差异来识别损伤的位置，分析结果显示柔度变化点即为损伤位置。第九类为其它的损伤识别方法，如用应力波的特性识别损伤，2003年Krawczuk[16]采用谱元素进行悬臂钢梁的应力波模拟，分析结果显示由反射波的时间点可又反算得到损伤位置。尽管上述文献对结构损伤的程度和位置的识别有一定的准确性，也得到了一些重要的结论，但是仍然存在一

6、定的局限性，因此有必要进行进一步的研究。三、预期目标通过运动学微分方程得出完整梁的模态，利用传递矩阵法求出损伤梁的模态，进行理论分析比较，最后通过小波分析的方法得到不同边界条件连续梁损伤部位和损伤程度的相关数据,并偿试通过此方法研究不连续梁的模态特点。最终将研究成果应用于飞机翼梁结构的损伤检测。四、研究的主要内容1.完整梁的频率和模态通过计算，求出完整无损伤梁结构的固有频率和前几阶模态，用于和损伤梁进行分析比较。2.损伤梁的频率和模态利用传递矩阵等方法求解损伤梁的固有频率，并求出其模态，并进行小波分析，找出损伤的位置并通过计算分析损伤程度。3.不同边界条件损伤梁的频率和模态更换不同边

7、界条件，通过小波分析梁的损伤。4.不连续梁的频率和模态进一步研究不连续梁基于小波分析的损伤检测。5.实验偿试构造简单机翼模型，进行损伤实验，验证理论的可行性。五、研究方案1.求出完整无损伤梁（悬臂梁，简支梁）的固有频率和前几阶模态，用于分析比较。2.进行悬臂梁损伤实验，得出其模态，并进行小波分析，找出损伤的位置并通过计算分析损伤程度，验证小波分析方法的可行性。3.分析不同边界条件梁的损伤检测。4.研究不连续梁基于小波分析的损伤检测。5.通过飞机翼梁实验验证