裂纹智能梁的三维有限元动力谐响应分析

采用面向结构健康监测应用的压电阻抗模型,对粘贴有压电片的含裂纹梁结构采用三维有限元技术进行了高频压电阻抗谐响应分析.利用通用有限元软件 ANSYS,建立由压电片-粘结层-含裂纹主体梁结构组成的耦合系统的三维有限元模型.并通过算例与振型叠加法和实验得到的结果进行了对比研究,验证了该模型的有效性和准确性.此外,还考察了有限元单元尺寸、振动模态、裂纹深度以及粘结层厚度对压电阻抗信号的影响.     

基于高频压电阻抗谱的钢框架损伤识别研究

采用压电阻抗技术(EMI)对三层钢框架进行了损伤模拟实验,通过拧松钢框架节点的螺栓来模拟损伤,测试了钢框架在不同损伤程度下的电导纳值.并采用均方差(Root Mean Square Deviation,RMSD)、协方差(Covariance)和均方根(Root Mean Square,RMS)作为损伤程度参数指标对实验数据进行了分析,验证了利用压电阻抗技术进行结构健康检测的有效性,表明RMSD指标对反映结构损伤程度更准确可靠.     

装配式框架结构的自由振动特性分析

针对装配式框架结构中梁柱节点呈半刚性的特点, 采用回传射线矩阵法研究了结构的自由振动特性. 对每个装配式框架结构中梁、柱分别采用2种不同的局部坐标系, 并考虑力的平衡条件、位移协调条件及框架边界条件, 建立了含半刚性节点的三层框架结构的回传射线矩阵方程. 采用MATLAB软件编程得到了框架结构的前18阶固有频率, 并与有限元模拟作对比分析, 验证了回传射线矩阵法在处理半刚性节点问题的有效性与正确性. 计算分析表明, 结构的固有频率对节点的半刚性特性非常敏感. 研究结果将为半刚性节点的装配式结构的动力设计提供参考.     

考虑界面蠕变效应的层合壳结构的力学响应

采用三维有限元方法分析了考虑界面蠕变效应的斜交铺设层合壳结构的力学响应,引入带阻尼弹簧单元模拟Kelvin-Voigt黏弹性界面.与其他学者的解析解结果作对比研究,验证了该有限元层合壳模型的有效性和准确性.进一步研究表明,由于层间界面的蠕变效应,层合壳结构的力学响应随时间发生显著变化;同时,随着时间推移,结构的承载力和整体刚度明显下降,因此在将来的层合结构设计过程中应充分考虑弱界面的影响.     

基于高频电阻抗信号与神经网络技术的结构损伤识别研究

为保证结构的安全性和耐久性,宜对结构早期的损伤情况进行健康监测.采用电阻抗方法和人工神经网络技术对钢制薄梁进行了损伤识别的实验研究,但将测得的电阻抗信号都作为神经网络的输入参数则显得不切实际,所以采用主成分分析的降维方法进行实验数据的预处理,降维后包含着最重要主成分的电阻抗信号代替原始数据将作为神经网络的输入参数.研究表明：采用该技术得到的仿真结果与实验观察非常吻合.