环境激励下基于局部模态信息的点阵材料损伤检测方法

超轻高强的点阵材料是最具前景的新型材料，环境激励下损伤在其内部杆件中发展，使整体承载性能降低，对安全产生威胁，实时损伤检测成为必需。基于模态信息的非迭代损伤检测方法是一类很有发展潜力的方法。但是点阵材料内杆件数量巨大，测试技术只能取得其中少数自由度的模态，现有检测方法必需空间上完整模态，远未成熟。本研究拟同时考虑损伤位置和程度，在点阵材料细观模型（桁架结构）体系下，首先研究损伤对材料局部模态的影响，建立含损伤点阵材料局部结构动力学特征方程。在此基础上研究其反问题，发展环境激励下基于局部模态信息的点阵材料非迭代损伤检测方法，即利用材料中少数自由度的模态信息快速完成损伤位置和程度的检测。然后进行数值模拟和模型\实物实验，验证检测方法的有效性。此研究对实现环境激励下点阵材料实时损伤检测具有重要的理论意义与应用价值。

超轻高强的点阵材料是最具前景的新型材料，环境激励下损伤在其内部杆件中发展，使整体承载性能降低，对安全产生威胁，实时损伤检测成为必需。本项目建立了空间解耦的动力学传递函数，揭示了参数变化、损伤、边界条件对点阵夹层板动力学行为的影响，发展了一种仅需低阶模态局部自由度上信息的损伤位置与程度检测方法，进行数值模拟实验，验证了检测方法的有效性。还开展了三维微尺度振动测试技术研究, 搭建了以激光多普勒测振仪为基础的微尺度动力学测试系统，实验研究对象为亚微米阵列薄膜，目前试样表面积达到20×20µm2，厚度达到1µm；实现了轴向扫频加载，得到了试样基频并辨识了薄膜弹性常数。