基于改进粒子群的小波有限元对裂纹的诊断.pdf

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1、分类号TH17学号151020097密级全日制学术型硕士学位论文题目基于改进粒子群的小波有限元对裂纹的诊断作者姓名常鹏飞导师姓名、职称王江萍教授学科(专业)名称机械制造及其自动化提交论文日期2018年5月30日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人

2、承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：__________·注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出（含解密年限等）。I中文摘要论文题目：基于改进

3、粒子群的小波有限元对裂纹的诊断专业：机械制造及其自动化硕士生：常鹏飞（签名）导师：王江萍（签名）摘要机械结构裂纹的出现容易导致整个机械系统的破坏，进而造成重大安全事故的发生，因此在早期对裂纹进行定量识别以确保机械系统安全运行，在工程实际中具有重要的意义。在有限元关于裂纹的计算中采用小波多分辨分析插值基函数替代传统的多项式插值基函数时，具有诸多优点：保留了传统有限元离散逼近的特点、能够方便地处理复杂的边界条件、拥有了小波函数多尺度与多分辨特性、可以获得多尺度小波单元簇、可根据具体问题的需要采用不同尺度下的小波单元。因此，论文研究基于小波有限元的悬臂裂纹梁参数辨识问题。论文分析了区间B样

4、条小波有限元，利用区间B样条小波函数的多分辨分析性质，将其尺度函数作为有限元的插值函数，对完好悬臂梁进行受力分析与固有频率计算，同时利用此方法分析裂纹梁，将裂纹视为无质量扭转线弹簧，建立悬臂裂纹梁的小波有限元模型，求解不同裂纹参数下悬臂梁的前三阶固有频率，与解析解进行对比，分析了裂纹状态与各阶固有频率的关系。本研究仿真了检测运行中的机械结构固有频率的计算与识别，提出了基于变分模态分解方法的固有频率识别方法，并与ANSYS模态分析、经验模态分解、集合经验模态分解方法进行对比。在此基础之上，提出了基于改进粒子群的小波有限元对裂纹的诊断，并验证了此方法的有效性。关键词：裂纹梁；小波有限元；

5、固有频率；变分模态分解；粒子群论文类型：应用研究II英文摘要Subject:DiagnosisofCracksBasedonAdvancedPSOWaveletFiniteElementMethodSpeciality:MechanicalManufacturingandAutomationName:ChangPengfei(signature)Instructor:WangJiangping(signature)ABSTRACTTheappearanceofcrackusuallycausestructuraldamageandleadtocatastrophicsecuritya

6、cciden,sotheearlyidentificationofcrackstoguaranteethesafetyofstructureissignificantinengineeringpractice.Ithasmanyadvantagesbecauseofusingthemulti-resolutionwaveletbasisinsteadoftraditionalpolynomialinterpolationfunction.Oneisthatitkeepsthediscreteapproximationcharacteristicsoftraditionalfinite

7、elementmethod,whichcaneasilysolvethecomplexboundingconditions.Theotheristhatitpossesmulti-scaleandmulti-resolutionpropertiesofwaveletwhichcanobtainwaveletelementatdifferentscaleaccordingtodifferentneed.sotheparameteridentification