加筋复合材料圆筒结构的撞击识别

       以加筋复合材料圆筒结构为对象，研究了复合材料结构的外部低速撞击识别问题。采用压电传感器获取发生低速撞击时在结构内产生的应力波信号。针对加筋复合材料结构的撞击位置识别，特别是监测区域边缘的位置识别问题，提出了基于传感器信号功率的两步法来估计撞击位置；撞击载荷的重构采用系统辨识方法，通过分析系统辨识方法中传递函数的模型阶次和相关性系数的关系，提出了模型阶次选择的原则以进一步完善该方法。结果表明：所提出的两步定位可较好地估计所有监测区域的撞击位置，所改进的系统辨识方法可较好地识别非加筋区域上的撞击位置和撞击载荷时间历程；当撞击点为加筋区域时，由于筋条对应力波传播的复杂影响导致撞击识别误差偏大。

       复合材料结构具有比强度高、比刚度大及材料性能可设计等优点，在航空航天等T程领域得到了广泛应用，但是复合材料结构抗撞击能力差，在制造、维修和使用过程中不可避免地要受到撞击载荷，使结构产生目不可检的损伤。低速撞击载荷引起的损伤表现为内部分层、基体开裂、纤维断裂、纤维与基体界面脱胶开裂等，这将导致结构承载能力降低、强度及稳定性急剧下降，甚至引起整个结构的突发性破坏。因此，对外部撞击进行在线监测有助于提高结构的安全性和服役寿命并降低维护费用。

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