阐述了通过应变模态振型对结构进行损伤识别的原理,根据泡沫铝夹层梁的结构特性建立了基于修正Timoshenko梁理论的泡沫铝夹层梁的弯曲振动方程。运用ANSYS Workbench提取泡沫铝夹层梁的模态参数,通过固有频率解析解验证了仿真数据的有效性。探讨了固有频率、位移模态以及应变模态对泡沫铝夹层梁损伤识别的敏感度,并验证了归一化应变模态振型差指标和增强应变模态振型差指标对泡沫铝夹层梁进行损伤识别具有更高的精度。

从理论上计算了几种多位置损伤检测方法对结构刚度的敏感度,选用工程上常见的矩形等截面悬臂梁,通过实验模态,对梁损伤引起的模态频率迁移进行了分析,从实验角度对这几种方法的敏感性和有效性进行了比较,并就它们在实际应用中的不足之处进行了讨论.实验结果表明,基于应变模态的损伤指标对承弯结构的损伤更敏感.

从位移模态出发推导了应变模态的表达式;以平面薄板模型为例,进行了位移模态与应变模态实验分析,并与有限元计算结果进行比较,验证了三者识别的模态参数基本一致,而且应变模态分析方法可以清晰看到有孔板的应变模态在孔处有突变.

本文介绍了通过结构振动产生的声辐射进行动力参数的识别方法,对声音识别模态,即基于SIS（Structure-induced Sound）——结构诱发声音的测试方法进行理论上的分析。此方法能减少结构附加传感器质量带来的误差,也可在不方便放置传感器的场合使用。在试验和理论上证明了在一定条件下,基于SIS方法的声音模态测试方法的可行性;并对使用这种识别方法的不同试验情况（声传感器在测试中固定和移动两种情况）进行了具体分析,分析其异同点,探究其原理。验证可知,在一定条件下可以通过声音响应的测试得到结构的模态特性,并且在一定条件下与位移模态所得到结果的可分辨程度差不多,有时甚至优于位移模态。

提出了采用应变模态置信度为待修正响应特征的有限元模型修正方法。应变模态置信度是评价有限元仿真与试验测试结果相关性的方法,可以为模型修正提供全局的频率误差信息和局部的应变相关性信息。首先,介绍了应变模态和有限元模型修正的相关理论方法;然后,以某航空加筋壁板结构为对象,通过仿真分析和“仿真试验”获得结构的应变模态频率以及对应的应变振型,进一步计算频率误差和应变模态置信度误差;最后,基于两种误差构造模型修正的目标函数,采用遗传算法对目标函数进行优化,修正结构中的待修正参数,并将修正后参数代人模型,验证所提方法的正确性和有效性。结果表明所采用的方法获得的修正后有限元模型具有复现修正响应特征的能力,并且对于未修正频段内的响应也具有较好的预测能力。

针对液压管路卡箍松动故障，提出一种基于应变模态变化的卡箍松动识别与定位方法。利用有限元仿真对卡箍在正常安装与松动情况下管道固有频率及应变模态进行分析，并设计基于光纤光栅的应变模态实验测量系统，获取卡箍松动前后的固有频率与应变模态振型并分析其变化规律。结果表明：卡箍松动导致固有频率下降，低阶应变模态振型发生变化，且松动位置附近变化最为显著。根据固有频率与实验应变模态振型的变化可对卡箍松动故障进行识别与定位。