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基于频率识别纤维增强树脂复合材料加筋板的分层损伤

梁智洪 詹超 张芝芳

梁智洪, 詹超, 张芝芳. 基于频率识别纤维增强树脂复合材料加筋板的分层损伤[J]. 复合材料学报, 2019, 36(11): 2614-2627. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190305.004
引用本文: 梁智洪, 詹超, 张芝芳. 基于频率识别纤维增强树脂复合材料加筋板的分层损伤[J]. 复合材料学报, 2019, 36(11): 2614-2627. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190305.004
LIANG Zhihong, ZHAN Chao, ZHANG Zhifang. Frequency-based delamination detection in stiffened fiber reinforced polymer composite plates[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2019, 36(11): 2614-2627. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190305.004
Citation: LIANG Zhihong, ZHAN Chao, ZHANG Zhifang. Frequency-based delamination detection in stiffened fiber reinforced polymer composite plates[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2019, 36(11): 2614-2627. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190305.004

基于频率识别纤维增强树脂复合材料加筋板的分层损伤

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190305.004
基金项目: 国家自然科学基金(51508118);广东省自然科学基金(2016A030310261);广东省科技计划项目(2016B050501004);广州大学研究生创新能力培养资助计划(2018GDJC-M37)
详细信息
    通讯作者:

    张芝芳,博士,副研究员,研究方向为复合材料损伤识别和健康监测,E-mail:zfzhang@gzhu.edu.cn

  • 中图分类号: TB332

Frequency-based delamination detection in stiffened fiber reinforced polymer composite plates

  • 摘要: 以纤维增强树脂(FRP)复合材料加筋板为研究对象,通过对比分层损伤发生前后FRP复合材料加筋板的振动频率变化,来识别FRP复合材料加筋板中的分层损伤。构建了人工神经网络(ANN)和基于有代理模型的优化算法(SAO)两种逆向检测算法,利用FRP复合材料加筋板在损伤前后发生的一系列频率变化值来逆推出FRP复合材料加筋板中的分层位置和大小。分别采用数值验证和实验验证来双重检验ANN和SAO两种算法的识别精度和效率。数值验证结果表明:ANN和SAO两种逆向检测算法对分层损伤位置和大小的识别最大误差分别是5.04%(ANN)和5.24%(SAO),证明方法在理论上可行。实验验证结果表明:ANN在使用实测频率数据进行识别时预测精度很差,无法得到有效的分层损伤信息;而采用SAO可以较好地预测试件中的分层损伤,且对分层大小的预测比对分层位置的预测精度更高,其中,对贯穿损伤和底板损伤的大小预测误差分别不超过2.05%和9%,而四个试件中有两个试件预测的分层与实际的损伤部位存在重合(重合率分别为34%和32.65%)。因此,当前提出的ANN和SAO在理论上可行,但实际应用时都会受到不同程度实测数据误差的影响,相比ANN而言,SAO算法有更好的鲁棒性,在采用实测频率时也可以较为准确地预测出试件中的分层损伤。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-07
  • 刊出日期:  2019-11-15

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