平板廣泛使用于船舶、航空等領(lǐng)域,在其長(zhǎng)期服役過(guò)程中由于持續(xù)的外界載荷的作用容易出現(xiàn)疲勞、腐蝕等損傷,存在巨大安全隱患。因此,對(duì)平板的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)尤為重要。Lamb波具有衰減慢,波長(zhǎng)短,對(duì)微小損傷敏感等優(yōu)點(diǎn),適合板結(jié)構(gòu)的大面積無(wú)損檢測(cè)。超聲Lamb波檢測(cè)的關(guān)鍵是研究Lamb波與損傷的相互作用及損傷定位算法。本研究著眼于工程實(shí)際問(wèn)題,從理論推導(dǎo)、數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)研究入手,主要開(kāi)展Lamb波波動(dòng)理論和損傷定位算法的研究。首先,采用理論推導(dǎo)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究平板中Lamb波基礎(chǔ)階S0和A0模式的波動(dòng)特點(diǎn)及與損傷的作用形式,編寫(xiě)鋁板的頻散曲線程序,并采用數(shù)值模擬方法研究了鋁板中Lamb波傳播過(guò)程及與通孔的作用形式。其次,搭建基于LabVIEW的超聲Lamb波數(shù)據(jù)采集平臺(tái),主要研究損傷定位算法。針對(duì)離散橢圓算法中群速度測(cè)量的問(wèn)題,提出可以消除頻散影響的距離差測(cè)波速方法。將RAPID算法和工程實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合,提出改進(jìn)的RAPID算法解決損傷成像分辨率不高的問(wèn)題,并用于鋁板無(wú)損傷、單損傷和多損傷定位的研究,另外,考慮了真實(shí)檢測(cè)環(huán)境中部分傳感器失效的情況,研究剩余傳感器網(wǎng)絡(luò)的損傷定位效果。最后,... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 超聲Lamb波檢測(cè)研究概況
        1.2.2 基于飛行時(shí)間的損傷定位研究
        1.2.3 基于損傷指數(shù)的損傷定位研究
        1.2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的研究
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
2 基于超聲Lamb波的損傷識(shí)別理論
    2.1 引言
    2.2 Lamb波理論
        2.2.1 自由平板中Lamb波
        2.2.2 頻散曲線的數(shù)值求解
    2.3 Lamb波激勵(lì)和接收
        2.3.1 壓電效應(yīng)及壓電片簡(jiǎn)介
        2.3.2 激勵(lì)信號(hào)選取
    2.4 損傷識(shí)別算法
        2.4.1 離散橢圓定位算法
        2.4.2 損傷概率成像算法及改進(jìn)的RAPID算法
        2.4.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
    2.5 本章小結(jié)
3 基于超聲Lamb波的損傷檢測(cè)的仿真研究
    3.1 引言
    3.2 Lamb波在平板中的數(shù)值仿真
        3.2.1 仿真流程概述
        3.2.2 壓電場(chǎng)耦合分析
        3.2.3 瞬態(tài)動(dòng)力分析
        3.2.4 鋁板中Lamb波傳播的數(shù)值仿真
    3.3 RAPID算法數(shù)值仿真算例
        3.3.1 RAPID算法仿真模型
        3.3.2 仿真結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
4 基于Lamb波的損傷成像算法的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
    4.3 離散橢圓算法識(shí)別鋁板損傷
        4.3.1 優(yōu)化激勵(lì)頻率選取
        4.3.2 波速測(cè)量
        4.3.3 離散橢圓成像
    4.4 RAPID算法及改進(jìn)的RAPID算法識(shí)別損傷
        4.4.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)布置
        4.4.2 無(wú)損傷判斷
        4.4.3 單損傷研究
        4.4.4 多損傷識(shí)別
    4.5 本章小結(jié)
5 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋁板損傷識(shí)別研究
    5.1 引言
    5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭建及訓(xùn)練
    5.3 損傷預(yù)測(cè)及結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練集和測(cè)試集樣本數(shù)據(jù)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]海上風(fēng)機(jī)災(zāi)害分析及健康監(jiān)測(cè)技術(shù)綜述[J]. 朱松曄,朱子默,柯世堂.  南方能源建設(shè). 2018(02)
[2]超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 曲志剛,武立群,安陽(yáng),白萌,方日,顏達(dá)現(xiàn).  天津科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]基于壓電超聲導(dǎo)波的管道缺陷檢測(cè)數(shù)值模擬[J]. 彭芬,許斌,陳洪兵,王海東.  壓電與聲光. 2017(03)
[4]風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)的Lamb波損傷成像監(jiān)測(cè)[J]. 馬淑賢,華杰,王曉輝,王強(qiáng).  無(wú)損檢測(cè). 2017(02)
[5]超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用與挑戰(zhàn)[J]. 何存富,鄭明方,呂炎,鄧鵬,趙華民,劉秀成,宋國(guó)榮,劉增華,焦敬品,吳斌.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(08)
[6]結(jié)構(gòu)裂紋損傷的Lamb波層析成像監(jiān)測(cè)與評(píng)估研究[J]. 王強(qiáng),胥靜,王夢(mèng)欣,宋春曉.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(06)
[7]復(fù)合材料板Chirp激勵(lì)的Lamb波成像技術(shù)研究[J]. 劉增華,穆云龍,宋國(guó)榮,何存富,吳斌.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2015(09)
[8]板狀結(jié)構(gòu)中基于Lamb波單模態(tài)的缺陷成像試驗(yàn)研究[J]. 劉增華,徐營(yíng)贊,何存富,吳斌.  工程力學(xué). 2014(04)
[9]基于電磁聲激勵(lì)Lamb波的裂紋深度檢測(cè)[J]. 朱振宇,鄭陽(yáng),陳迪.  實(shí)驗(yàn)力學(xué). 2013(05)
[10]結(jié)合時(shí)間逆轉(zhuǎn)的蘭姆波與加權(quán)分布成像算法對(duì)多損傷識(shí)別的研究[J]. 苗曉婷,李富才,孟光.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(16)

博士論文
[1]基于導(dǎo)波的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中特征提取技術(shù)與損傷識(shí)別方法的研究[D]. 苗曉婷.上海交通大學(xué) 2011

碩士論文
[1]超聲導(dǎo)波損傷檢測(cè)技術(shù)改進(jìn)研究[D]. 邵勇.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]超聲導(dǎo)波任意波形激勵(lì)技術(shù)研究[D]. 鄭甜甜.北京交通大學(xué) 2016
[3]基于單模態(tài)的超聲Lamb波技術(shù)在復(fù)合材料層合板中的健康檢測(cè)研究[D]. 徐營(yíng)贊.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[4]金屬薄板無(wú)參考主動(dòng)Lamb波損傷識(shí)別的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 宋佳剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[5]基于超聲導(dǎo)波技術(shù)的復(fù)合材料板無(wú)損檢測(cè)研究[D]. 余鋒祥.北京工業(yè)大學(xué) 2012
[6]鋁板中的蘭姆波檢測(cè)技術(shù)和非線性調(diào)頻小波變換時(shí)頻分析方法研究[D]. 方楊.上海交通大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3147040