复合材料板结构损伤监测的兰姆波谱元法研究

项目名称： 复合材料板结构损伤监测的兰姆波谱元法研究

项目编号： No.11404018

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 何晶靖

作者单位： 北京航空航天大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 本研究的目的是提供一种对于复合材料板结构采用兰姆波实现实时健康监控的方法。研究以复合材料板结构为研究对象，针对现有谱元法兰姆波损伤监控计算方法无法准确建模兰姆波高频部分，存在“残响波干扰”，计算量过大等缺陷，重点探讨对于复合材料板结构的基于小波分析的兰姆波建模，提出一种结合一阶剪切形变理论的兰姆波有限元模型，并且通过和现有方法的比较（以经典层合理论为基础的谱元法模型和常规有限元方法），验证此模型在精确性及高效性方面的优势。最后针对复合材料层合板结构中常见的分层和筋条脱粘两种失效模式，研究不需要提前测量参考信号的兰姆波损伤监控方法，该方法通过以上小波谱元法建模获得的动刚度矩阵及实际测量的兰姆波信号计算损伤力因子，实现损伤检测及评价。最后通过实验的方式对提出的损伤监控方法进行验证。此研究能够解决工程实际中因参考信号测量所带的不确定因素大，实际可操作性差，无法实现实时结构健康监控等缺点。

中文关键词： 结构健康监测；Lamb波；小波谱元法；贝叶斯更新；损伤概率成像

英文摘要： The principal goal of this research is to advance the technology of structural health management for composite plate using Lamb wave methods. A new composite structural health management framework is proposed to provide a baseline free damage quantificati

英文关键词： Structural health monitoring；Lamb wave；Wavelet Spectral Finite Element；Bayesian Updating；Probability-based diagnostic imaging