针对曲率模态不能识别结构端部单元损伤的问题,提出了改进的曲率模态识别模型。叶盘是航空发动机结构非常重要的部件之一,若其发生故障将对发动机安全运转造成严重的威胁。而曲率模态对结构故障具有很强的敏感性,运用曲率模态方法,从不同的损伤位置以及不同的损伤程度这两方面比较了叶盘模态振型变化情况,并且用改进的曲率模态方法对结构端部进行计算。数值计算结果表明:当发动机叶盘受到损伤,位移模态和结构频率难以有效反映出结构的损伤位置,各阶固有频率会下降;曲率模态方法能有效反映出结构损伤状况,曲率在损伤处发生突变现象,并能对损伤程度给出定性的描述;而改进的曲率模态识别模型能够识别出结构端部的损伤故障。这为航空发动机叶盘结构的损伤检测提供了理论依据。

基于振动信号应用曲率模态方法对复合材料层合板分层损伤进行损伤检测。首先由数值模拟所得不同状态下损伤以及未损伤层合板振动特性参数计算其振型曲率和均布载荷曲面值曲率;然后基于损伤与未损伤层合板曲率值的差分值建立损伤识别指标进行分层损伤检测。最后,为解决差分算法对结构未损伤模型参数的依赖性问题,引用曲面光滑算法和曲率模态变化率法直接对损伤结构进行损伤提取。结果表明,运用曲率参数差分法可以很好地识别各类损伤,且对于多层层合板来说损伤所处层的位置会影响损伤指标值的大小。曲面光滑算法和曲率模态变化率法均可不依赖于未损伤结构参数识别各类损伤,且曲面模态变化率法的检测效果优于曲面光滑算法。