王 龙， 路 平， 段静波

(军械工程学院 无人机工程系， 河北 石家庄 050003)



悬臂梁结构损伤检测仿真研究*

王 龙， 路 平， 段静波

(军械工程学院 无人机工程系， 河北 石家庄 050003)

以悬臂梁结构为研究对象，针对户外条件下结构损伤检测过程复杂、周期长、检测效果不理想的问题，提出了模态曲率变化率法。通过大型商用有限元软件ABAQUS，建立梁结构有限元模型，基于模态曲率变化率法构建损伤指标,对梁结构进行损伤检测定位，并与模态应变能法的损伤检测效果进行了对比。结果表明：模态曲率变化率法计算过程简单，能够准确快捷地对悬臂梁结构进行损伤识别定位。

悬臂梁结构； 有限元仿真； 损伤检测； 模态曲率变化率法

0 引 言

随着航空技术的发展，无人机获得了快速发展，然而，中小型无人机在服役过程中伴随着疲劳、腐蚀、阵风载荷等情况，机体结构会受到不同类型的损伤，尤其是机翼受损的几率更大，随着使用周期的增加，细微损伤会带来极大的安全隐患。由于结构日益复杂化、封闭化、现代化，无人机机翼一般都是封闭式结构，梁作为主承力部件无法拆解，对无人机的安全寿命起着至关重要的作用[1]。因此，对机翼中悬臂梁结构开展损伤快速检测研究有重大意义。

研究学者在由结构的频率响应对结构的损伤进行检测方面做了大量的工作[2，3]。但是，由于结构中的缺陷或损伤对结构频率的影响较小，在进行实际损伤检测时效果不佳。随着计算机仿真技术和精密仪器的迅速发展，1984年West[4]提出利用结构的模态的变化进行结构损伤检测的方法，特别是，1995年Stubbs N[5]提出了基于模态振型的应变能变化来检测结构中的损伤。……