1、木塑復合材具有環(huán)保、經濟、低碳、可再利用等優(yōu)點,它已逐漸發(fā)展成為一種新型的、重要的工業(yè)材料。其應用領域由過去比較簡單的低附加值產品向相對復雜的高附加值產品如房屋、建筑、管材、地板等方向發(fā)展。開展木塑復合板材的振動特性及無損檢測研究將能夠為基于木塑復合材的結構抗震及抗沖擊設計、內部損傷檢測、動態(tài)性能評估等提供依據。本論文以高密度聚乙烯(High density polyethylene,HDPE)基木塑復合板材為研究對象,從理論分析、試驗

2、測試、有限元模擬等多個角度較系統(tǒng)地研究了木塑復合板材的固有頻率、位移和曲率模態(tài)振型、動彈性模量等振動特性的變化規(guī)律,并結合.BP神經網絡對其缺陷實現了定性和定量辨識。
　　 本研究系統(tǒng)闡述了木塑復合板材振動特性的模態(tài)分析理論；在此基礎上,對完好和含有缺陷的HDPE基木塑復合板材樣本進行了振動模態(tài)試驗,基于測試到的頻域信號,識別并對比了頻率響應函數、固有頻率、位移和曲率模態(tài)振型、動彈性模量的變化；運用ANSYS建立了木塑復合板材有

3、限元模型,在完好和含缺陷狀態(tài)下對其進行了模態(tài)分析,對有限元模擬結果與試驗模態(tài)分析結果進行了對比及相互驗證；結合BP神經網絡,分別以固有頻率、位移和曲率模態(tài)振型為識別指標,構建了定性、定位和定量缺陷辨識網絡,驗證了網絡辨識能力,討論了各指標對缺陷的敏感度。最后,在常溫和凍結狀態(tài)下,對樣本進行了振動試驗,對比分析了常溫和凍結狀態(tài)下木塑復合板材的固有頻率和動彈性模量變化。
　　 研究結果表明:(1)固有頻率和振型是木塑復合板材兩個重要

4、的振動特性參數。缺陷對木塑復合板材的固有頻率有顯著影響。與完好時相比,含缺陷木塑復合板材的各階固有頻率均會降低。位移模態(tài)振型對內部的小缺陷、小損傷不十分敏感,而曲率模態(tài)振型是一個對結構缺陷位置及大小比較敏感的參數。(2)采用縱波法、縱向共振以及彎曲共振等3種方法所測得的完好木塑復合板材試樣的動彈性模量均高于其靜彈性模量值,動彈性模量與靜彈性模量的比值分別為3.02,2.94和2.83。缺陷對木塑復合板試樣動彈性模量影響顯著。含缺陷試樣的