基于導(dǎo)波的長大型地下管道損傷識別研究
發(fā)布時間:2021-05-16 23:43
隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,國內(nèi)城市化水平日益提高,不論是工業(yè)還是民用的各種氣、液輸運(yùn)都要求更加高效、安全的管道運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò),但管道長期處在腐蝕、潮濕環(huán)境下,工作環(huán)境異常惡劣,極容易受到不同程度的損傷而發(fā)生泄漏,輕則造成資源浪費(fèi),重則造成人員傷亡。針對管道開展損傷識別研究,是科學(xué)建立預(yù)警機(jī)制的必然路徑,對保證管道系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要意義。然而傳統(tǒng)的管道無損檢測手段需要沿管道進(jìn)行逐點(diǎn)檢測,工作效率低下的同時容易發(fā)生漏檢,且傳統(tǒng)檢測手段需要被測管道暴露待檢部位,當(dāng)管道埋置于地下時就無法進(jìn)行有效檢測。導(dǎo)波檢測技術(shù)作為一種新興的無損檢測技術(shù),因其長距離、全截面、高速檢測的優(yōu)點(diǎn)而具有良好的應(yīng)用前景。目前,國內(nèi)外的學(xué)者對基于導(dǎo)波的管道損傷識別技術(shù)進(jìn)行了大量研究,取得了一定的成果,但在導(dǎo)波頻散曲線的繪制、管道損傷程度的定量分析以及含異構(gòu)管道的損傷定位等方面仍然存在一些問題亟待解決,因此基于導(dǎo)波技術(shù)進(jìn)行有關(guān)管道損傷識別的研究工作具有重要意義。本文采用理論推導(dǎo)與有限元分析相結(jié)合的研究方式,從導(dǎo)波頻散特性出發(fā),編制了導(dǎo)波頻散及導(dǎo)波結(jié)構(gòu)分析程序,建立了多種損傷工況并利用回波定位原理對損傷的方位進(jìn)行了識別,基于人工神經(jīng)網(wǎng)...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 管道損傷識別技術(shù)
1.3 導(dǎo)波技術(shù)在管道損傷識別中的研究現(xiàn)狀
1.3.1 管道中導(dǎo)波頻散理論研究
1.3.2 管道中導(dǎo)波的損傷識別特性研究
1.4 本文的研究意義及主要內(nèi)容
1.4.1 研究意義
1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 管道導(dǎo)波的力學(xué)模型
2.1 管道導(dǎo)波頻散分析
2.2 管道導(dǎo)波頻散方程的數(shù)值求解
2.3 管道導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的數(shù)值求解
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于導(dǎo)波模型的直管損傷識別方法
3.1 管道導(dǎo)波檢測的有限元模擬
3.2 管道損傷方位識別
3.2.1 回波信號的比較分析
3.2.2 裂縫的損傷方位識別策略
3.2.3 損傷識別的極限距離與極限尺寸
3.3 管道損傷程度量化
3.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本理論
3.3.2 位移回波強(qiáng)度與損傷程度的相關(guān)性
3.3.3 損傷指標(biāo)——導(dǎo)波位移包絡(luò)的構(gòu)造方法
3.3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
3.3.5 損傷深度的識別策略
3.3.6 考慮導(dǎo)波衰減的損傷深度識別
3.4 直管中噪聲對回波信號的影響及除噪方法
3.4.1 噪聲對L(0,1)模態(tài)導(dǎo)波的影響
3.4.2 噪聲對T(0,1)模態(tài)導(dǎo)波的影響
3.4.3 基于小波的導(dǎo)波除噪方法
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于導(dǎo)波模型的異構(gòu)管道損傷識別方法
4.1 彎管異構(gòu)管道的損傷識別研究
4.1.1 彎管異構(gòu)管道未損傷時的回波特性
4.1.2 彎管異構(gòu)管道損傷時的回波特性及損傷定位
4.1.3 彎管異構(gòu)管道中噪聲對回波信號的影響
4.1.4 彎頭幾何特性對損傷檢測的影響
4.1.5 裂縫尺寸對檢測的影響
4.2 含接口異構(gòu)管道的損傷識別研究
4.2.1 含接口異構(gòu)管道未損傷時的回波特性
4.2.2 含接口異構(gòu)管道損傷時的回波特性及損傷定位
4.2.3 含接口異構(gòu)管道中噪聲對回波信號的影響
4.3 含附屬構(gòu)件異構(gòu)管道的損傷識別研究
4.3.1 含附屬構(gòu)件異構(gòu)管道未損傷時的回波特性
4.3.2 含附屬構(gòu)件異構(gòu)管道損傷時的回波特性及損傷定位
4.3.3 含附屬構(gòu)件異構(gòu)管道中噪聲對回波信號的影響
4.3.4 附屬構(gòu)件與裂縫的識別
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 研究展望
附錄
參考文獻(xiàn)
作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于流量平衡法的泄漏識別改進(jìn)算法[J]. 張弢甲,富寬,劉勝楠,鄭健峰,施寧. 管道技術(shù)與設(shè)備. 2017(04)
[2]管道超聲導(dǎo)波模態(tài)的頻散分析[J]. 張露,鄒寧波,李山橋,劉映宇,劉治宏,敬碩肄. 無損探傷. 2016(04)
[3]基于應(yīng)變模態(tài)差和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道損傷識別[J]. 周邵萍,郝占峰,韓紅飛,張佳程,章蘭珠. 振動.測試與診斷. 2015(02)
[4]輸氣管道聲波法泄漏檢測技術(shù)的理論與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉翠偉,李玉星,王武昌,劉光曉. 聲學(xué)學(xué)報. 2013(03)
[5]基于模態(tài)應(yīng)變能與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地下拱形結(jié)構(gòu)損傷診斷[J]. 范建設(shè),鄭飛,許金余. 噪聲與振動控制. 2011(03)
[6]不銹鋼管材中彎曲模態(tài)導(dǎo)波試驗(yàn)[J]. 顧軍,林莉,侯云霞,李喜孟. 無損檢測. 2010(02)
[7]管道導(dǎo)波無損檢測頻率選擇與管材特征關(guān)系[J]. 王悅民,沈立華,申傳俊,孫豐瑞. 機(jī)械工程學(xué)報. 2009(08)
[8]直管損傷識別的一種簡化方法[J]. 黃勇,廖振鵬,劉啟方,謝志南. 地震工程與工程振動. 2008(06)
[9]基于模態(tài)分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裂縫損傷識別[J]. 趙卓,王曉陽,梁軍. 世界地震工程. 2006(02)
[10]管道超聲縱向?qū)Р鸭y檢測數(shù)值模擬[J]. 程載斌,王志華,張立軍,馬宏偉. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2004(04)
碩士論文
[1]基于縱向?qū)Рǖ墓艿罁p傷特征識別研究[D]. 陳穎璞.大連理工大學(xué) 2015
本文編號:3190635
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 管道損傷識別技術(shù)
1.3 導(dǎo)波技術(shù)在管道損傷識別中的研究現(xiàn)狀
1.3.1 管道中導(dǎo)波頻散理論研究
1.3.2 管道中導(dǎo)波的損傷識別特性研究
1.4 本文的研究意義及主要內(nèi)容
1.4.1 研究意義
1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 管道導(dǎo)波的力學(xué)模型
2.1 管道導(dǎo)波頻散分析
2.2 管道導(dǎo)波頻散方程的數(shù)值求解
2.3 管道導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的數(shù)值求解
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于導(dǎo)波模型的直管損傷識別方法
3.1 管道導(dǎo)波檢測的有限元模擬
3.2 管道損傷方位識別
3.2.1 回波信號的比較分析
3.2.2 裂縫的損傷方位識別策略
3.2.3 損傷識別的極限距離與極限尺寸
3.3 管道損傷程度量化
3.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本理論
3.3.2 位移回波強(qiáng)度與損傷程度的相關(guān)性
3.3.3 損傷指標(biāo)——導(dǎo)波位移包絡(luò)的構(gòu)造方法
3.3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
3.3.5 損傷深度的識別策略
3.3.6 考慮導(dǎo)波衰減的損傷深度識別
3.4 直管中噪聲對回波信號的影響及除噪方法
3.4.1 噪聲對L(0,1)模態(tài)導(dǎo)波的影響
3.4.2 噪聲對T(0,1)模態(tài)導(dǎo)波的影響
3.4.3 基于小波的導(dǎo)波除噪方法
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于導(dǎo)波模型的異構(gòu)管道損傷識別方法
4.1 彎管異構(gòu)管道的損傷識別研究
4.1.1 彎管異構(gòu)管道未損傷時的回波特性
4.1.2 彎管異構(gòu)管道損傷時的回波特性及損傷定位
4.1.3 彎管異構(gòu)管道中噪聲對回波信號的影響
4.1.4 彎頭幾何特性對損傷檢測的影響
4.1.5 裂縫尺寸對檢測的影響
4.2 含接口異構(gòu)管道的損傷識別研究
4.2.1 含接口異構(gòu)管道未損傷時的回波特性
4.2.2 含接口異構(gòu)管道損傷時的回波特性及損傷定位
4.2.3 含接口異構(gòu)管道中噪聲對回波信號的影響
4.3 含附屬構(gòu)件異構(gòu)管道的損傷識別研究
4.3.1 含附屬構(gòu)件異構(gòu)管道未損傷時的回波特性
4.3.2 含附屬構(gòu)件異構(gòu)管道損傷時的回波特性及損傷定位
4.3.3 含附屬構(gòu)件異構(gòu)管道中噪聲對回波信號的影響
4.3.4 附屬構(gòu)件與裂縫的識別
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 研究展望
附錄
參考文獻(xiàn)
作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于流量平衡法的泄漏識別改進(jìn)算法[J]. 張弢甲,富寬,劉勝楠,鄭健峰,施寧. 管道技術(shù)與設(shè)備. 2017(04)
[2]管道超聲導(dǎo)波模態(tài)的頻散分析[J]. 張露,鄒寧波,李山橋,劉映宇,劉治宏,敬碩肄. 無損探傷. 2016(04)
[3]基于應(yīng)變模態(tài)差和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道損傷識別[J]. 周邵萍,郝占峰,韓紅飛,張佳程,章蘭珠. 振動.測試與診斷. 2015(02)
[4]輸氣管道聲波法泄漏檢測技術(shù)的理論與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉翠偉,李玉星,王武昌,劉光曉. 聲學(xué)學(xué)報. 2013(03)
[5]基于模態(tài)應(yīng)變能與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地下拱形結(jié)構(gòu)損傷診斷[J]. 范建設(shè),鄭飛,許金余. 噪聲與振動控制. 2011(03)
[6]不銹鋼管材中彎曲模態(tài)導(dǎo)波試驗(yàn)[J]. 顧軍,林莉,侯云霞,李喜孟. 無損檢測. 2010(02)
[7]管道導(dǎo)波無損檢測頻率選擇與管材特征關(guān)系[J]. 王悅民,沈立華,申傳俊,孫豐瑞. 機(jī)械工程學(xué)報. 2009(08)
[8]直管損傷識別的一種簡化方法[J]. 黃勇,廖振鵬,劉啟方,謝志南. 地震工程與工程振動. 2008(06)
[9]基于模態(tài)分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裂縫損傷識別[J]. 趙卓,王曉陽,梁軍. 世界地震工程. 2006(02)
[10]管道超聲縱向?qū)Р鸭y檢測數(shù)值模擬[J]. 程載斌,王志華,張立軍,馬宏偉. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2004(04)
碩士論文
[1]基于縱向?qū)Рǖ墓艿罁p傷特征識別研究[D]. 陳穎璞.大連理工大學(xué) 2015
本文編號:3190635
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