【摘要】：隨著板狀金屬材料數(shù)量的增長和應(yīng)用場合的擴大,泄漏事故也隨之增加,對人民的生命和財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。盡管現(xiàn)有的技術(shù)能夠有效地對結(jié)構(gòu)簡單的板狀材料上的連續(xù)泄漏源進行定位。但是,對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的板狀材料上的連續(xù)泄漏源,其定位仍然缺乏有效的解決方案。本文針對具有加強筋結(jié)構(gòu)的板狀材料上的泄漏源定位技術(shù)進行研究。首先,通過有限元仿真結(jié)合實驗的方法分別測量了蘭姆波在垂直經(jīng)過加強筋時的傳播狀態(tài)。為此,建立了具有加強筋結(jié)構(gòu)的二維有限元仿真模型并搭建了基于多普勒測振儀的蘭姆波測量系統(tǒng)。實驗和仿真中獲得的數(shù)據(jù)結(jié)合二維傅里葉變換,并引入過筋系數(shù)的概念,對蘭姆波垂直經(jīng)過加強筋時的通過率進行了量化。研究發(fā)現(xiàn):加強筋結(jié)構(gòu)會對蘭姆波產(chǎn)生梳狀濾波器效應(yīng),且梳狀濾波器的通帶帶寬和通帶個數(shù)受到加強筋幾何形狀(筋高,筋厚和筋的高厚比)的影響。然后,基于蘭姆波經(jīng)過加強筋時的傳播規(guī)律的研究基礎(chǔ)上,提出頻域查表法對加筋板上的泄漏源定位。該方法預(yù)先在加筋板上劃分網(wǎng)格,然后依次在每個網(wǎng)格中心模擬泄漏聲源并使用傳感器網(wǎng)絡(luò)采集泄漏聲源產(chǎn)生的信號。通過提取信號在頻域上的特征量,組成一個映射表。當未知聲源來臨時,采集并提取未知聲源的頻域特征,并和預(yù)先測得的映射表進行特征匹配。匹配最佳的對應(yīng)網(wǎng)格點位置即為未知聲源位置,從而實現(xiàn)定位。實驗中對薄板尺寸為400×200×2.5 mm,加強筋尺寸為20×4 mm,加強筋間距為100 mm的加筋板進行信號源定位,可以達到平均定位誤差為21.7mm的效果。該方法具有對信號源頻域特征分布不敏感和可以在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中對連續(xù)信號源實現(xiàn)快速定位的優(yōu)點。
【圖文】：

題的研究背景和意義年來，我國經(jīng)濟、工業(yè)、科技以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。的蓬勃發(fā)展，板狀金屬材料的需求也不斷增加，同時，應(yīng)用的場合多，比如飛機外殼、衛(wèi)星艙壁、汽車車身、特殊物質(zhì)的儲罐、輪用的設(shè)備外殼等等。由于許多應(yīng)用場合環(huán)境惡劣，因此對于金屬板出許多不同的需求，其中，衛(wèi)星、航天器、儲罐（圖 1-1 展示了大等需要提供封閉空間的壓力容器通常需要承受高壓、高溫、高振動極端環(huán)境，且內(nèi)部通�；蚴切枰３置荛]，，或是存放著煤氣、石油易燃易爆的危險產(chǎn)品，一旦發(fā)生泄漏事故，將對人民群眾的人身和嚴重威脅，也將對國家和社會帶來不可估量的經(jīng)濟損失。當前，因制成的壓力容器泄漏造成的重大事件比比皆是，壓力容器的安全運世界的焦點。

2015年7月16日，山東日照一家石化公司的一個1000立方米的液態(tài)烴球罐泄漏起火并引發(fā)爆炸，當?shù)叵啦块T調(diào)集了9個消防中隊全力撲救，幸運的是當場確認沒有傷亡�，F(xiàn)場圖如圖1-2所示。圖1-2 爆炸現(xiàn)場圖因泄漏引起的事故近年來還在不斷發(fā)生著，由此可見，壓力容器的泄漏檢測對于設(shè)備的安全運行是十分必要的，是國民經(jīng)濟和人身財產(chǎn)安全的重要保障。對于某些特定領(lǐng)域，比如航空航天，壓力容器的泄漏檢測同樣關(guān)鍵，在軌航天器工作在太空之中，為保障宇航員及設(shè)備的健康正常運行，需要保持艙體內(nèi)部的氣體壓力，而眾所周知，現(xiàn)在的太空中太空垃圾泛濫，太空垃圾在太空中極易與航天器發(fā)生碰撞，損壞航天器艙體進而造成泄漏，對于某些特殊領(lǐng)域，泄漏源更加難以確認，一旦發(fā)生泄漏，如果不能及時發(fā)現(xiàn)
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG115.28

【參考文獻】

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本文編號：2590482