大型農(nóng)機(jī)裝備液壓系統(tǒng)故障已成為影響農(nóng)機(jī)裝備使用可靠性的關(guān)鍵因素,發(fā)展一種高效、精準(zhǔn)的非介入式壓力檢測方法可以有效避免液壓管路超載導(dǎo)致的液壓系統(tǒng)故障。超聲導(dǎo)波技術(shù)由于其獨(dú)特的優(yōu)勢,已被廣泛應(yīng)用于航空、機(jī)械裝備、設(shè)施農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域中桿、管、板類等結(jié)構(gòu)的損傷與缺陷的無損檢測,取得了良好的應(yīng)用效果。超聲導(dǎo)波聲彈性效應(yīng)在應(yīng)力檢測方面具有潛在的優(yōu)勢,可以評估結(jié)構(gòu)的絕對應(yīng)力水平。特別對于大型農(nóng)機(jī)裝備液壓管路的壓力可實(shí)現(xiàn)非介入式檢測,對于豐富與探索非介入式壓力測量方法和提高農(nóng)機(jī)裝備的使用可靠性,都將具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。然而,超聲導(dǎo)波在考慮管道內(nèi)壓力的影響時(shí),由于需考慮應(yīng)變能的影響,理論模型需使用三階彈性常數(shù)建立超彈模型,故波動(dòng)特性較為復(fù)雜,使得壓力作用下超聲導(dǎo)波多模態(tài)與頻散特性共同作用的聲彈特性理論分析較為困難,嚴(yán)重制約著超聲導(dǎo)波技術(shù)在管道壓力檢測方面的推廣應(yīng)用。為究明管類結(jié)構(gòu)在承受內(nèi)壓時(shí)超聲導(dǎo)波在其中的傳播特性,本文在考慮管道受內(nèi)壓應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上,基于Murnaghan超彈模型建立了具有初始應(yīng)力條件的非線性波動(dòng)方程,數(shù)值求解了柱面導(dǎo)波在兩種初始應(yīng)力條件下的頻散特性,并基于此建立了聲彈頻... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 聲彈性理論研究現(xiàn)狀
        1.2.2 超聲波聲彈性應(yīng)力檢測研究現(xiàn)狀
        1.2.3 超聲導(dǎo)波聲彈性研究現(xiàn)狀
        1.2.4 聲彈性效應(yīng)在管道應(yīng)力檢測方面的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究內(nèi)容
    1.4 技術(shù)路線
2 超聲導(dǎo)波在壓力管道中的聲彈特性研究
    2.1 壓力作用下管道中的應(yīng)力分布
        2.1.1 薄壁管中的應(yīng)力分布
        2.1.2 厚壁管中的應(yīng)力分布
    2.2 超聲導(dǎo)波基本理論
        2.2.1 柱面導(dǎo)波波動(dòng)方程的建立
        2.2.2 柱面導(dǎo)波頻散曲線及振型分析
    2.3 超聲導(dǎo)波聲彈性理論
        2.3.1 聲彈性基本理論
        2.3.2 基于等效彈性常數(shù)復(fù)雜初始應(yīng)力狀態(tài)下的頻散計(jì)算方法
    2.4 壓力作用下管道中超聲導(dǎo)波的頻散特性
        2.4.1 縱向模態(tài)的頻散特性
        2.4.2 彎曲模態(tài)的頻散特性
        2.4.3 扭轉(zhuǎn)模態(tài)的頻散特性
    2.5 超聲導(dǎo)波在壓力管道中的聲彈特性
        2.5.1 縱向模態(tài)的聲彈特性
        2.5.2 彎曲模態(tài)的聲彈特性
        2.5.3 扭轉(zhuǎn)模態(tài)的聲彈特性
    2.6 本章小結(jié)
3 超聲導(dǎo)波在壓力管道中的傳播特性數(shù)值模擬
    3.1 基于COMSOL多場耦合數(shù)值模擬方法
        3.1.1 COMSOL多場耦合模擬參數(shù)
        3.1.2 初始應(yīng)力場對傳播特性影響的建模方法
        3.1.3 初始溫度場對傳播特性影響的建模方法
    3.2 超聲導(dǎo)波傳播時(shí)間測量方法
        3.2.1 回振法時(shí)延計(jì)算方法
        3.2.2 基于互相關(guān)函數(shù)的時(shí)延計(jì)算方法
    3.3 縱向模態(tài)傳播特性數(shù)值模擬
        3.3.1 初始應(yīng)力場對縱向模態(tài)傳播特性的影響
        3.3.2 初始溫度場對縱向模態(tài)傳播特性的影響
    3.4 扭轉(zhuǎn)模態(tài)傳播特性數(shù)值模擬
        3.4.1 初始應(yīng)力場對扭轉(zhuǎn)模態(tài)傳播特性的影響
        3.4.2 初始溫度場對扭轉(zhuǎn)模態(tài)傳播特性的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 磁致伸縮導(dǎo)波傳感器研制與性能模擬
    4.1 磁致伸縮檢測原理
    4.2 磁致伸縮傳感器研制
        4.2.1 縱向模態(tài)磁致伸縮傳感器
        4.2.2 扭轉(zhuǎn)模態(tài)磁致伸縮傳感器
        4.2.3 中心頻率的控制
    4.3 磁致伸縮傳感器性能數(shù)值模擬
        4.3.1 建模及參數(shù)設(shè)置
        4.3.2 縱向模態(tài)磁致伸縮傳感器性能模擬
        4.3.3 扭轉(zhuǎn)模態(tài)磁致伸縮傳感器性能模擬
    4.4 本章小結(jié)
5 基于超聲導(dǎo)波聲彈特性的液壓管路壓力檢測試驗(yàn)研究
    5.1 液壓管路壓力檢測試驗(yàn)系統(tǒng)
        5. 1.1可控式液壓管路加壓測試系統(tǒng)的搭建
        5.1.2 液壓管路壓力測量系統(tǒng)
        5.1.3 磁致伸縮傳感器的布置
        5.1.4 激勵(lì)信號周期數(shù)的選擇
    5.2 溫度與傳輸介質(zhì)對導(dǎo)波傳播特性的影響
        5.2.1 溫度的影響
        5.2.2 傳輸介質(zhì)的影響
    5.3 液壓管路壓力檢測
        5.3.1 縱向模態(tài)壓力檢測試驗(yàn)
        5.3.2 扭轉(zhuǎn)模態(tài)檢測試驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
7 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]超聲表面波應(yīng)力無損檢測技術(shù)研究[D]. 邵營.中國礦業(yè)大學(xué) 2016
[4]高密度飼草壓捆機(jī)設(shè)計(jì)[D]. 張博.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[5]液壓小管徑的超聲波流量/壓力測量方法的研究[D]. 翟元義.西華大學(xué) 2011
[6]非介入式管道超聲測壓技術(shù)研究[D]. 彭丹.上海交通大學(xué) 2010
[7]非介入式超聲管道壓力測量研究[D]. 肖俊.江蘇大學(xué) 2008



本文編號：3191953