隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步,對(duì)材料性能提出了更好的要求,碳纖維復(fù)合材料由于具有比強(qiáng)度和比剛度高等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、壓力容器、風(fēng)力發(fā)電、船舶、新能源等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而,纖維復(fù)合材料失效機(jī)理復(fù)雜,包括纖維斷裂、基體開(kāi)裂、界面脫粘和分層失效等,尤其是在使用過(guò)程中多種損傷失效相互混合、交疊給檢測(cè)工作帶來(lái)很大困難,具有重大的安全隱患。聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)常用來(lái)對(duì)碳纖維復(fù)合材料損傷進(jìn)行檢測(cè),但聲發(fā)射常規(guī)分析方法的損傷模式識(shí)別率低。因此開(kāi)展損傷物理機(jī)制與聲發(fā)射源的對(duì)應(yīng)關(guān)系研究,從聲源瞬態(tài)波形中提取損傷模態(tài)波形特征,并且掌握不同損傷類(lèi)型的模態(tài)變化規(guī)律,對(duì)實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料損傷聲發(fā)射動(dòng)態(tài)表征,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在用復(fù)合材料容器及設(shè)備的損傷狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)與智能評(píng)價(jià)具有重要意義。本文構(gòu)建多激勵(lì)模式聲發(fā)射信號(hào)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),以Lamb波理論為基礎(chǔ),借助經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和連續(xù)小波能量譜實(shí)現(xiàn)聲發(fā)射波形模態(tài)分離,并將群速度頻散曲線與小波能譜圖相關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)不同激勵(lì)聲源模態(tài)特征識(shí)別。利用快速傅里葉變換對(duì)分離出的模態(tài)分量進(jìn)行頻域轉(zhuǎn)換,得到不同模態(tài)的峰值頻率范圍。針對(duì)分離后的模態(tài)進(jìn)行不同傳播距離下的頻率特征衰減試驗(yàn),選擇峰值頻率和中心頻率范圍為判斷指標(biāo),得... 

【文章頁(yè)數(shù)】：126 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 復(fù)合材料聲發(fā)射檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)與發(fā)展
        1.2.1 復(fù)合材料損傷聲發(fā)射表征
        1.2.2 復(fù)合材料容器損傷聲發(fā)射監(jiān)測(cè)
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 復(fù)合材料損傷時(shí)頻分析研究現(xiàn)狀
        1.3.2 復(fù)合材料損傷模式識(shí)別研究現(xiàn)狀
        1.3.3 復(fù)合材料模態(tài)聲發(fā)射研究現(xiàn)狀
    1.4 現(xiàn)階段研究中存在的主要問(wèn)題
    1.5 本文研究主要內(nèi)容
第二章 復(fù)合材料損傷聲發(fā)射信號(hào)Lamb波模態(tài)特征提取
    2.1 引言
    2.2 模態(tài)聲發(fā)射基礎(chǔ)機(jī)理分析
        2.2.1 聲發(fā)射信號(hào)的波形特征
        2.2.2 Lamb波理論
        2.2.3 瞬態(tài)波形模態(tài)分離方法
        2.2.4 聲發(fā)射信號(hào)Lamb波模態(tài)識(shí)別
    2.3 典型聲發(fā)射信號(hào)模態(tài)特征分析
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置及傳感器布置
        2.3.2 突發(fā)型信號(hào)模態(tài)分析
        2.3.3 連續(xù)型信號(hào)模態(tài)分析
    2.4 典型聲發(fā)射信號(hào)模態(tài)分量傳播特性分析
        2.4.1 聲發(fā)射模態(tài)分量頻域特性
        2.4.2 突發(fā)型信號(hào)傳播頻譜特性
        2.4.3 連續(xù)型信號(hào)傳播頻譜特性
    2.5 本章小結(jié)
第三章 碳纖維復(fù)合材料典型損傷模式聲發(fā)射特征提取
    3.1 引言
    3.2 碳纖維復(fù)合材料損傷機(jī)理分析
        3.2.1 碳纖維復(fù)合材料損傷概述
        3.2.2 碳纖維復(fù)合材料層合板損傷特征
    3.3 碳纖維復(fù)合材料損傷聲發(fā)射信號(hào)時(shí)域特征提取
        3.3.1 聲發(fā)射信號(hào)時(shí)域特征
        3.3.2 碳纖維復(fù)合材料損傷時(shí)域信號(hào)參量分析
    3.4 碳纖維復(fù)合材料損傷聲發(fā)射信號(hào)頻域特征提取
    3.5 碳纖維復(fù)合材料損傷模態(tài)特征提取
        3.5.1 MAE模態(tài)特征參量定義
        3.5.2 MAE絕對(duì)能量系數(shù)求解
        3.5.3 纖維拉斷聲發(fā)射信號(hào)模態(tài)特征提取
        3.5.4 基體開(kāi)裂聲發(fā)射信號(hào)模態(tài)特征提取
    3.6 本章小結(jié)
第四章 碳纖維復(fù)合材料容器損傷聲發(fā)射表征方法研究
    4.1 引言
    4.2 碳纖維復(fù)合材料層合板損傷機(jī)制聲發(fā)射表征
        4.2.1 碳纖維復(fù)合材料層合板損傷數(shù)值模擬
        4.2.2 碳纖維復(fù)合材料層合板面內(nèi)彎曲試驗(yàn)
        4.2.3 碳纖維復(fù)合材料層合板損傷時(shí)頻參量分析
    4.3 碳纖維復(fù)合材料層合板損傷模態(tài)特征分析
    4.4 碳纖維復(fù)合材料容器損傷聲發(fā)射特性分析
        4.4.1 碳纖維復(fù)合材料容器損傷數(shù)值模擬
        4.4.2 碳纖維復(fù)合材料容器損傷聲發(fā)射監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)
        4.4.3 碳纖維復(fù)合材料容器損傷聲發(fā)射參量分析
    4.5 碳纖維復(fù)合材料容器損傷模態(tài)聲發(fā)射分析
        4.5.1 氣瓶損傷模態(tài)類(lèi)型判據(jù)
        4.5.2 氣瓶損傷模態(tài)分布規(guī)律
    4.6 本章小結(jié)
第五章 碳纖維復(fù)合材料聲發(fā)射模式識(shí)別與損傷評(píng)價(jià)
    5.1 引言
    5.2 模態(tài)聲發(fā)射信號(hào)模式識(shí)別
        5.2.1 相關(guān)向量機(jī)原理及模型
        5.2.2 特征參數(shù)優(yōu)選
        5.2.3 基于主成分分析的數(shù)據(jù)降維
        5.2.4 基于相關(guān)向量機(jī)的模式識(shí)別
    5.3 碳纖維復(fù)合材料氣瓶損傷評(píng)價(jià)
        5.3.1 模態(tài)窗能量時(shí)域評(píng)價(jià)
        5.3.2 模態(tài)特征參量擬合評(píng)價(jià)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間發(fā)表論文及取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳纖維復(fù)合材料損傷聲發(fā)射的時(shí)頻分析[J]. 毛嘉伊,陳雪瑩,陳敦惇,陸阿坤,顧愛(ài)軍.  海峽科技與產(chǎn)業(yè). 2019(07)
[2]基于微納耦合光纖傳感器的模態(tài)聲發(fā)射源線性定位研究[J]. 付文成,劉懿瑩,王霖潔,李鳳梅.  振動(dòng)與沖擊. 2019(01)
[3]基于HHT的三維編織復(fù)合材料聲發(fā)射檢測(cè)信號(hào)分析的研究[J]. 黃博翔,丁剛.  數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2017(12)
[4]基于morlet小波與模態(tài)分析的突發(fā)型聲發(fā)射源定位研究[J]. 王少鋒,劉朋真,王道瑞,王建國(guó).  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(08)
[5]基于小波的聲發(fā)射信號(hào)去噪研究[J]. 楊慧,顧菊平,華亮,羅來(lái)武,陳猛.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2017(13)
[6]氣體管道泄漏模態(tài)聲發(fā)射時(shí)頻定位方法[J]. 李帥永,王鵬飛,嚴(yán)冬,王平,黃心成.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(09)
[7]碳纖維復(fù)合材料損傷識(shí)別的AE頻響分析方法[J]. 韓文欽,顧愛(ài)軍.  淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(01)
[8]基于HHT的粉砂巖破裂聲發(fā)射信號(hào)頻率特性研究[J]. 張艷博,梁鵬,孫林,劉祥鑫.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[9]金屬薄板中導(dǎo)波的模態(tài)識(shí)別和波速測(cè)定[J]. 張維剛,李凱麗,肉孜麥麥提,黃志剛,項(xiàng)疆騰.  聲學(xué)技術(shù). 2015(04)
[10]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的無(wú)損探傷技術(shù)探討[J]. 王寶瑞,丁新靜.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(04)

博士論文
[1]空間碎片撞擊典型航天器結(jié)構(gòu)損傷模式識(shí)別技術(shù)研究[D]. 劉源.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于聲發(fā)射信號(hào)分析的2D及3D紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料損傷機(jī)制研究[D]. 栗麗.東華大學(xué) 2015
[3]空間碎片超高速撞擊載人密封艙在軌感知技術(shù)研究[D]. 劉治東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于小波分析的巖石類(lèi)材料聲發(fā)射源定位方法研究[D]. 康玉梅.東北大學(xué) 2009

碩士論文
[1]T700碳纖維復(fù)合材料漸進(jìn)損傷聲發(fā)射特性分析[D]. 李英年.東北石油大學(xué) 2016
[2]基于模態(tài)聲發(fā)射的平板超高速撞擊損傷模式識(shí)別技術(shù)[D]. 常志中.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合材料損傷聲發(fā)射信號(hào)識(shí)別方法研究[D]. 吳超群.東北石油大學(xué) 2011
[4]基于模態(tài)聲發(fā)射的管道泄漏識(shí)別與定位方法研究[D]. 裴麗瑩.北京郵電大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3717954