軌道交通是城市交通運(yùn)輸量的主要承擔(dān)者,隨著列車運(yùn)量不斷增加,行駛里程日益增長(zhǎng),列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架內(nèi)部應(yīng)力急速提高,并出現(xiàn)不同程度疲勞,產(chǎn)生裂紋,最終導(dǎo)致構(gòu)架失效,威脅車輛運(yùn)行安全�？紤]到人工維修成本高,基于超聲無(wú)損檢測(cè)的計(jì)劃修難以在線診斷列車運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)損傷等問(wèn)題,本文將結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的理念引入城軌列車關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)過(guò)程,提出基于蘭姆波的城軌列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù),主要研究工作如下:（1）本文研究了蘭姆波產(chǎn)生原理及其各模態(tài)在結(jié)構(gòu)中的質(zhì)點(diǎn)位移,探究了蘭姆波在各向同性材料中的頻散特征曲線;基于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的機(jī)械結(jié)構(gòu)及材料特性,選擇壓電陶瓷晶片作為激勵(lì)波及響應(yīng)波的傳感器,并探討其耦合布設(shè)方式;基于傳感器、頻散曲線、及轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu),選定了適合轉(zhuǎn)向架構(gòu)架材料的激勵(lì)波中心頻率及激勵(lì)模態(tài)。（2）為研究蘭姆波在構(gòu)架中的實(shí)際傳播過(guò)程及模態(tài)轉(zhuǎn)換,利用ABAQUS對(duì)構(gòu)架鋼材料內(nèi)的蘭姆波傳播過(guò)程進(jìn)行有限元分析;建立了轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁外立板有限元仿真模型,對(duì)損傷作用后蘭姆波傳播模態(tài)轉(zhuǎn)化及構(gòu)架內(nèi)各模態(tài)波能量進(jìn)行分析,確定了轉(zhuǎn)向架專屬的激勵(lì)波中心頻率及模態(tài)。（3）為實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架這類復(fù)雜結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別,... 

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 選題背景和研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)概述
        1.2.2 基于蘭姆波的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)
        1.2.3 城軌列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)
    1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
2 蘭姆波基本理論及激勵(lì)波選取
    2.1 蘭姆波的基本理論
        2.1.1 對(duì)稱模態(tài)與反對(duì)稱模態(tài)
        2.1.2 水平剪切模態(tài)
        2.1.3 各向同性材料蘭姆波頻散特性曲線
    2.2 傳感器及其布置方式選擇
        2.2.1 傳感器選擇
        2.2.2 壓電陶瓷傳感器布置方式
    2.3 激勵(lì)信號(hào)及其模態(tài)選擇
        2.3.1 蘭姆波激勵(lì)信號(hào)
        2.3.2 激勵(lì)信號(hào)的選擇
    2.4 本章小結(jié)
3 基于ABAQUS的城軌列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中蘭姆波傳播研究
    3.1 有限元仿真原理
        3.1.1 蘭姆波有限元建模平臺(tái)
        3.1.2 壓電陶瓷傳感器及待監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)建模
        3.1.3 單元和載荷的選取
        3.1.4 損傷建模
    3.2 有限元仿真
        3.2.1 有限元建模
        3.2.2 蘭姆波在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)中傳播的仿真
    3.3 本章小結(jié)
4 基于蘭姆波的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架損傷定位及成像技術(shù)
    4.1 基于分頻譜的損傷定位技術(shù)
        4.1.1 基本原理及實(shí)現(xiàn)過(guò)程
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.1.3 算法比較
    4.2 時(shí)間反轉(zhuǎn)成像法
        4.2.1 時(shí)間反轉(zhuǎn)法原理
        4.2.2 時(shí)間反轉(zhuǎn)法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.2.3 直接時(shí)間反轉(zhuǎn)成像法
        4.2.4 合成時(shí)間反轉(zhuǎn)成像法
        4.2.5 算法比較
    4.3 本章小結(jié)
5 城軌列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究
    5.1 城軌列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)疲勞裂紋損傷產(chǎn)生機(jī)理分析
        5.1.1 側(cè)梁和橫梁連接結(jié)構(gòu)形式
        5.1.2 疲勞裂紋損傷形成機(jī)理
        5.1.3 城軌列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接部位受力分析
    5.2 城軌列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中激勵(lì)信號(hào)及其模態(tài)選擇
        5.2.2 蘭姆波在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中的傳播特性
        5.2.3 損傷定位及成像
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3656071