本文關(guān)鍵詞：基于頻率—波數(shù)域分析方法的金屬板損傷檢測(cè)與評(píng)估

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【摘要】：各類工程結(jié)構(gòu)中廣泛使用的板、殼等結(jié)構(gòu),在長(zhǎng)期的服役過(guò)程中受設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中瑕疵的影響以及外界荷載、環(huán)境腐蝕等因素的作用,容易產(chǎn)生腐蝕,疲勞等損傷,隨著損傷不斷的累積,最終必將導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)的失效、損壞,甚至引發(fā)嚴(yán)重的工程事故。相比于各類常規(guī)檢測(cè)方法,基于超聲導(dǎo)波的結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法具有檢測(cè)范圍大、對(duì)各類微小損傷敏感等優(yōu)勢(shì),但是受限于接觸式換能器陣列驅(qū)動(dòng)/傳感方式,難以對(duì)損傷的特征進(jìn)行評(píng)估。本文采用多普勒激光測(cè)振儀對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行非接觸式陣列自動(dòng)掃描,提取含損傷特征的超聲Lamb波場(chǎng)信號(hào),應(yīng)用空間-波數(shù)域的分析方法可以對(duì)損傷進(jìn)行準(zhǔn)確的定位與評(píng)估檢測(cè)。本文所形成的非接觸式結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法有望應(yīng)用于板狀工程結(jié)構(gòu)的實(shí)際檢測(cè),為各類設(shè)備長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定的工作下去提供可靠的理論依據(jù)。本文的主要工作如下:首先,介紹了常規(guī)無(wú)損檢測(cè)的手段以及板類結(jié)構(gòu)中超聲檢測(cè)的一般方法,闡述了Lamb波的基本理論和信號(hào)處理技術(shù),討論了加窗分析和多維傅里葉變換為后續(xù)的板類結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)與成像提供理論基礎(chǔ)。其次,采用COMSOL Multiphysics仿真平臺(tái)對(duì)Lamb波在板類結(jié)構(gòu)中的傳播情況進(jìn)行模擬,分別對(duì)三維模型進(jìn)行網(wǎng)格掃描,以及二維模型進(jìn)行單排點(diǎn)掃描,分別提取超聲導(dǎo)波場(chǎng)信號(hào)。對(duì)所提取的信號(hào),首先進(jìn)行加窗分析,然后進(jìn)行多維傅里葉變換,最后基于頻率波數(shù)域成像算法進(jìn)行成像,分析得到的損傷位置、損傷大小,并且和模型所設(shè)置的損傷參數(shù)相對(duì)比,驗(yàn)證頻率波數(shù)域超聲導(dǎo)波場(chǎng)損傷檢測(cè)方法的有效性。最后,通過(guò)構(gòu)建板類結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),應(yīng)用掃描式多普勒激光測(cè)振儀對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行非接觸式的自動(dòng)掃描,得到高分辨率的超聲導(dǎo)波場(chǎng)信號(hào),應(yīng)用所構(gòu)建的頻率波數(shù)域超聲導(dǎo)波場(chǎng)損傷檢測(cè)方法以檢測(cè)損傷;與數(shù)值計(jì)算結(jié)果相比較,確定此方法的可行性和定位的準(zhǔn)確性,并且討論了該方法在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)中的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG115.28

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