本文選題：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)　切入點(diǎn)：PZT　出處：《沈陽建筑大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：在五大運(yùn)輸方式中,管道運(yùn)輸有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),成本低、運(yùn)量大、占用土地少及環(huán)境污染小等。當(dāng)今世界大部分的石油和天然氣都是通過管道運(yùn)輸?shù)?因此管道運(yùn)輸業(yè)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)及城市供水等方面起著重要的作用。但是由于環(huán)境的腐蝕以及使用不當(dāng)?shù)纫蛩?致使管道在使用過程中產(chǎn)生腐蝕、裂紋等各種各樣的缺陷。這些缺陷一旦引起泄漏發(fā)生事故,不僅給生命安全帶來了危害,還對(duì)環(huán)境資源造成了污染。由此可見管道結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)是十分必要的。由于傳統(tǒng)檢測(cè)方法的局限性,基于壓電陶瓷的超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)受到無損檢測(cè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。本文主要通過理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法,對(duì)無缺陷管道、含裂紋管道及充液管道進(jìn)行了檢測(cè)研究。首先對(duì)空心圓管中的導(dǎo)波理論進(jìn)行了推導(dǎo),得出了柱面導(dǎo)波和周向?qū)Рǖ念l散方程,進(jìn)而推導(dǎo)出充液管道中超聲導(dǎo)波縱向模態(tài)的頻散方程,并利用Matlab軟件對(duì)導(dǎo)波的頻散方程進(jìn)行求解,繪制出所需尺寸管道的群速度和相速度頻散曲線；分析管中導(dǎo)波的特性,對(duì)多種模態(tài)進(jìn)行分析,確定在管中傳播的超聲導(dǎo)波模態(tài)及激勵(lì)頻率,使其頻散最小,以減小管道回波信號(hào)分析的復(fù)雜性,為進(jìn)行管道檢測(cè)時(shí)的信號(hào)選取提供了理論依據(jù)。其次根據(jù)脈沖回波法,利用Ansys軟件分別對(duì)無損管道、含單周向裂紋管道、含雙周向裂紋管道和充液管道進(jìn)行了數(shù)值模擬。給出導(dǎo)波在管道中的傳播過程,并對(duì)導(dǎo)波在含裂紋管道和無損管道、中空管道及充液管道中的傳播情況做了分析,并且分析了雙裂紋管道中裂紋參數(shù)對(duì)管道損傷程度的影響。結(jié)果表明,管道的損傷程度與裂紋的長(zhǎng)度、寬度及深度基本成線性變化。最后進(jìn)行了管道結(jié)構(gòu)損傷的驗(yàn)證性試驗(yàn)。通過對(duì)激勵(lì)信號(hào)的分析發(fā)現(xiàn),信號(hào)周期數(shù)目大,頻帶窄,有利于控制信號(hào)頻率,但同時(shí)在時(shí)域內(nèi)信號(hào)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),波形容易疊加,因此選用經(jīng)Hanning窗調(diào)制的10周期的正弦疊加信號(hào)作為實(shí)驗(yàn)的激勵(lì)信號(hào)。利用智能材料壓電陶瓷作為信號(hào)的激發(fā)與接收裝置,建立了一套快捷準(zhǔn)確的試驗(yàn)系統(tǒng),分別對(duì)無損管道、含裂紋管道、充液管道進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,試驗(yàn)表明兩者基本吻合,從而驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U178

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本文編號(hào)：1662556