螺栓連接作為一種連接形式廣泛應(yīng)用于各種工程領(lǐng)域中,其連接可靠性是結(jié)構(gòu)整體安全的重要保證。在長(zhǎng)期內(nèi)外因素的共同作用下,螺栓功能將會(huì)發(fā)生退化,從而導(dǎo)致螺栓預(yù)緊力損失和松動(dòng),進(jìn)而可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體破壞。因此對(duì)螺栓連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行損傷檢測(cè)定位、損傷程度估計(jì)和剩余壽命估計(jì)具有重要的理論和工程實(shí)用價(jià)值。超聲導(dǎo)波作為一種在波導(dǎo)中傳播的應(yīng)力波,具有對(duì)損傷敏感、能量衰減小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。本文以鋼結(jié)構(gòu)中的螺栓連接節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象,以超聲導(dǎo)波作為檢測(cè)手段進(jìn)行了螺栓預(yù)緊力的表征和松動(dòng)螺栓的定位檢測(cè)。本文從彈性力學(xué)理論出發(fā),推導(dǎo)了有邊界無約束的自由板中的Lamb波的傳播特性方程,并以數(shù)值解法繪制了板中的Lamb波頻散曲線,分析了其頻散和多模態(tài)現(xiàn)象,給出了實(shí)驗(yàn)激勵(lì)頻率的選擇依據(jù)。針對(duì)實(shí)驗(yàn)發(fā)射信號(hào)的調(diào)制問題,本文從信號(hào)處理技術(shù)出發(fā),說明了加窗對(duì)信號(hào)的影響,分析了周期數(shù)目對(duì)調(diào)制信號(hào)時(shí)域和頻域的影響。本文將赫茲接觸理論與波的平均能量密度相結(jié)合,在理論層面上分析了螺栓預(yù)緊力變化對(duì)導(dǎo)波信號(hào)能量的影響。對(duì)于單螺栓的預(yù)緊力變化情況,本文分別以信號(hào)時(shí)域能量、頻域能量、首波幅值、平均周期圖譜峰值、小波分解與小波包分解... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 超聲導(dǎo)波的研究概況
        1.2.2 螺栓損傷檢測(cè)研究概況
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
2 理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 Lamb波傳播力學(xué)模型
        2.2.1 波動(dòng)方程求解
        2.2.2 頻散曲線繪制及Lamb波的特點(diǎn)
    2.3 窗函數(shù)處理信號(hào)原理
        2.3.1 窗函數(shù)的概念及常見類型
        2.3.2 窗函數(shù)調(diào)制激勵(lì)信號(hào)
    2.4 本章小結(jié)
3 螺栓扭力的多尺度能量表征
    3.1 引言
    3.2 螺栓預(yù)緊力對(duì)信號(hào)能量影響的分析
        3.2.1 赫茲接觸理論
        3.2.2 波的能量平均密度
    3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料
        3.3.1 壓電材料
        3.3.2 螺栓連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
        3.3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及流程
    3.4 信號(hào)能量的時(shí)頻域表征
        3.4.1 信號(hào)能量累積曲線
        3.4.2 信號(hào)時(shí)域能量表征
        3.4.3 信號(hào)頻域能量表征
    3.5 信號(hào)時(shí)頻域幅值對(duì)螺栓扭力的表征
        3.5.1 首波希爾伯特包絡(luò)與螺栓扭力關(guān)系
        3.5.2 平均周期圖幅值與螺栓扭力關(guān)系
    3.6 小波分解與小波包分解與螺栓扭力的關(guān)系
        3.6.1 小波分解對(duì)螺栓扭力的表征
        3.6.2 小波包分解
        3.6.3 兩種方法比較分析
    3.7 短時(shí)傅里葉變換對(duì)螺栓扭力的表征
    3.8 本章小結(jié)
4 鋼板螺栓連接節(jié)點(diǎn)螺栓松動(dòng)定位
    4.1 密集型螺栓節(jié)點(diǎn)螺栓損傷研究
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及流程
        4.1.2 相關(guān)系數(shù)與均方差對(duì)螺栓的損傷評(píng)價(jià)
        4.1.3 信號(hào)差異表征
        4.1.4 密集型螺栓節(jié)點(diǎn)單螺栓松動(dòng)定位
    4.2 稀疏型螺栓節(jié)點(diǎn)螺栓損傷研究
        4.2.1 稀疏型螺栓節(jié)點(diǎn)介紹
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)介紹
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及定位結(jié)果
    4.3 本章小結(jié)
5 基于瞬時(shí)基線的松動(dòng)螺栓定位研究
    5.1 基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的無基線定位研究
        5.1.1 時(shí)間反轉(zhuǎn)理論基礎(chǔ)
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果
    5.2 基于瞬時(shí)基線的螺栓松動(dòng)定位
        5.2.1 瞬時(shí)基線相關(guān)理論
        5.2.2 定位原理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
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]基于小波包變換的金屬材料超聲防偽識(shí)別[J]. 盧康,賀西平,安笑笑,賀升平,尼濤.  無損檢測(cè). 2017(07)
[2]幾種功率譜估計(jì)方法在飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析中的研究[J]. 支真莉.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2017(14)
[3]基于小波包分解的航空渦輪盤超聲相控陣檢測(cè)圖像降噪技術(shù)[J]. 陳振華,陳修忻,王嬋,盧超.  無損檢測(cè). 2017(05)
[4]利用固有頻率異常值分析法檢測(cè)螺栓擰緊力[J]. 緱百勇,陸秋海,王波,王世英.  振動(dòng)與沖擊. 2015(23)
[5]復(fù)合材料連接結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 王奕首,卿新林.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(01)
[6]飛機(jī)加筋壁板緊固件松脫損傷檢測(cè)的自相關(guān)分析方法[J]. 楊智春,張慕宇,王樂.  振動(dòng)與沖擊. 2011(11)
[7]機(jī)械螺栓連接狀態(tài)監(jiān)測(cè)和辨識(shí)方法研究進(jìn)展[J]. 徐超,周幫友,劉信恩,張鐸.  強(qiáng)度與環(huán)境. 2009(02)
[8]飛機(jī)壁板緊固件松脫損傷檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 楊智春,于哲峰.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[9]土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究狀況與進(jìn)展[J]. 李宏男,高東偉,伊廷華.  力學(xué)進(jìn)展. 2008(02)
[10]基于時(shí)間反轉(zhuǎn)理論的復(fù)合材料螺釘連接失效監(jiān)測(cè)研究[J]. 王強(qiáng),袁慎芳,邱雷.  宇航學(xué)報(bào). 2007(06)

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
[2]Lamb波時(shí)間反轉(zhuǎn)方法及其在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[D]. 王強(qiáng).南京航空航天大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于波束成型的Lamb波無基線板狀結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)[D]. 金盟道.大連理工大學(xué) 2016
[2]基于主被動(dòng)波動(dòng)技術(shù)板狀結(jié)構(gòu)損傷定位方法[D]. 馮全明.大連理工大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3363629