● 摘要
复合材料结构正在航空航天领域得到越来越广泛的运用，然而由于复合材料结构容易发生特定形式的损伤，这些损伤将可能对飞行器的正常运行造成重大影响。因此，针对复合材料结构的损伤检测技术的研究具有重要的现实意义与工程价值。本文研究了基于振动的复合材料结构损伤识别技术，具体内容如下：
本文通过模糊推理系统建立复合材料结构在无损伤状态的结构振动响应模式，然后以此为基础计算复合材料结构实际振动信号相对于无损伤状态的波动信息。针对多维传感器阵列信号的波动情况，本文运用主成分分析法对其做降维提取特征处理，得到一维时间序列信号。在以上信号处理的基础上，引入一维时间序列分析方法构造复合材料结
构损伤指标，通过寻找时间序列的奇异点检测复合材料结构的损伤时刻。为验证方法可行性，本文将该方法用于检测可作为复合材料结构典型结构的复合材料板的多程度多位置损伤情况，且对检测结果做了讨论。
本文运用基于损伤指纹的方法来定位损伤。通过建立损伤指纹数据库，用模糊推理系统建立损伤位置与损伤指纹之间的关系，达到损伤定位的目的。本文同时运用三角时差定位法研究对航天器中广泛使用的准各向同性复合材料板的损伤定位，通过寻优算法使误差函数最小化推测损伤的位置。本文用以上两种定位方法对复合材料板中的多种损伤情况进行定位，检测结果验证了这两种损伤定位方法的可行性。随后本文提出了一种可用于三维正交各向异性复合材料结构的自适应计算方法，以研究具有拉压模量相异的三维正交各向异性复合材料结构的在受载荷作用下的内力状态。
综上所述，本文研究了基于振动的复合材料结构损伤检测方法，实现了对复合材料结构损伤时间及损伤位置的检测，所用方法满足一定精度，本文所做的研究对于复合材料结构的损伤检测系统构建具有参考意义。