硕士学位论文开题报告.doc

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。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salawu1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存在损伤。2000年cerri2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sampaio3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lee5-6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hjelmstad7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farrar8运用应变能变化、模态曲率法、柔度改变法、刚度改变法等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wang9以空间小波进行损伤检测。2003年gentile10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han11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。barai12-13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，借此建立测量结构的参考模型，又此进行损伤识别。2001年maeck14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pandey15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krawczuk16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理论的可行性。六、拟解决的关键问题与创新点1解决的关键问题：求出损伤梁的模态，并用小波对其进行分析。2.创新点：利用pvdf材料测量信号。七、研究计划进度1.2011年9月-2011年12月收集相关资料，作好设计及研究准备，深入学习并掌握计算软件（matlab）。2.2012年1月-2012年9月计算梁的模态，并进行相关实验，运用小波进行分析比较。3.2012年10至2013年5月撰写硕士毕业论文，准备答辩。八、主要参考文献1. salawu, o.s., detection of structural damage through changes in frequency : a view.engineering structures, vol. 19, no. 9, pp. 718-723, 1997.2. cerri, m.n., and vestroni, f., detection of damage in beams subjected to diffused cracking. journal of sound and vibration, vol 234, no. 2, pp. 259-276, 2000.3. sampaio, r.p.c., maia, n.m.m., silva, j.m.m., damage detection using the frequencyresponse-function curvature method. journal of sound and vibration, vol. 226,no. 5, pp. 1029-1042, 1999.4. zhang, h., schulz, m.j., ferguson, f., pai, p.f., structural health monitoring using transmittance functions. mechanical systems and signal processing, vol. 13, no. 5, pp.765-787, 1999.5. lee, u., and shin, j., a frequency response function-based structural damage identification method. computers and structures, vol. 80, pp. 117132, 2002.6. lee, u., and shin, j., a frequency-domain method of structural damage identification formulated from the dynamic stiffness equation of motion. journal of sound and vibration,vol. 257, no. 4, pp. 615-634, 2002.7. hjelmstad, k.d. and shin, s., crack identification in a cantilever beam from modal response. journal of sound and vibration, vol. 198, no. 5, pp. 527-545, 1996.8. farrar, c.r., and jauregui, d.a. comparative study of damage identification algorithms applied to a bridge: i. experiment. smart mater. struct., vol. 7, pp. 704719, 1998.9. wang, q., and deng, x., damage detection with spatial wavelets. international journal of solids and structures, vol. 36, pp. 3443-3468, 1999.10. gentile, a., and messina, a., on the continuous wavelet transforms applied to discrete vibrational data for detecting open cracks in damaged beams. international journal of solids and structures, vol. 40, pp. 295315, 2003.11. han, j.-g., ren, w.-x., sun, z.-s., wavelet packet based damage identification of beam structures. international journal of solids and structures, vol. 42, pp. 66106627, 2005.12. barai, s.v., and pandey, p.c., performance of the generalized delta rule in structural damage detection. engng. applic. artif. intell., vol. 8, no. 2, pp. 211-221, 1995.13. barai, s.v., and pandey, p.c., time-delay neural networks in damage detection of railway bridges. advances in engineering software, vol. 28, pp. 1-10, 1997.14. maeck, j., peeters, b., roeck, g.d., damage identification on the z24 bridge using vibration monitoring. smart mater. struct., vol. 10, pp. 512517, 2001.15. pandey, a.k. and biswas, m., experimental verification of flexibility difference method for locating damage in structures. journal of sound and vibration, vol. 184, no. 2, pp. 311-328, 1995.16. krawczuk, m., palacz, m., ostachowicz, w., the dynamic analysis of a cracked timoshenko beam by the spectral element method. journal of sound and vibration, vol. 264, pp. 11391153, 2003.我的大学爱情观目录：1、 大学概念2、 分析爱情健康观3、 爱情观要三思4、 大学需要对爱情要认识和理解5、 总结1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（1） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（2） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（3） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑