呼吸裂纹的非线性虚拟激励识别方法研究

摘要

呼吸裂纹是一种常见的局部非线性损伤，如疲劳裂纹和脱层损伤，其“呼吸”作用引起局部结构刚度周期性变化，增加了损伤表征与辨识难度.传统基于非线性振动特性的损伤识别方法，因测量信息有限难以对局部呼吸裂纹损伤进行精准定位与量化.随着全场振动位移测量技术的发展，板类结构表面振动位移场可快速获取，为呼吸裂纹的精准识别带来新的机遇.为此，本文结合振动位移场信息和局部微元动力学模型，提出了一种基于非线性虚拟激励的板类结构“脱层型”呼吸裂纹损伤定位方法.该方法首先通过构造正交基函数对振动位移场进行高效的非线性参数辨识，然后利用辨识得到的高倍频及其特征变形形状来计算非线性虚拟激励以实现呼吸裂纹的高精度定位.最后通过含“脱层型”呼吸裂纹薄板结构验证了本文所提方法的正确性.

关键词

呼吸裂纹 / 非线性振动 / 振动位移场 / 虚拟激励 / 参数辨识