發(fā)布時間：2017-12-13 10:20

  本文關(guān)鍵詞：基于頻率—波數(shù)域分析方法的金屬板損傷檢測與評估

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【摘要】：各類工程結(jié)構(gòu)中廣泛使用的板、殼等結(jié)構(gòu),在長期的服役過程中受設計和生產(chǎn)過程中瑕疵的影響以及外界荷載、環(huán)境腐蝕等因素的作用,容易產(chǎn)生腐蝕,疲勞等損傷,隨著損傷不斷的累積,最終必將導致工程結(jié)構(gòu)的失效、損壞,甚至引發(fā)嚴重的工程事故。相比于各類常規(guī)檢測方法,基于超聲導波的結(jié)構(gòu)損傷檢測方法具有檢測范圍大、對各類微小損傷敏感等優(yōu)勢,但是受限于接觸式換能器陣列驅(qū)動/傳感方式,難以對損傷的特征進行評估。本文采用多普勒激光測振儀對結(jié)構(gòu)進行非接觸式陣列自動掃描,提取含損傷特征的超聲Lamb波場信號,應用空間-波數(shù)域的分析方法可以對損傷進行準確的定位與評估檢測。本文所形成的非接觸式結(jié)構(gòu)損傷檢測方法有望應用于板狀工程結(jié)構(gòu)的實際檢測,為各類設備長期安全、穩(wěn)定的工作下去提供可靠的理論依據(jù)。本文的主要工作如下:首先,介紹了常規(guī)無損檢測的手段以及板類結(jié)構(gòu)中超聲檢測的一般方法,闡述了Lamb波的基本理論和信號處理技術(shù),討論了加窗分析和多維傅里葉變換為后續(xù)的板類結(jié)構(gòu)損傷檢測與成像提供理論基礎。其次,采用COMSOL Multiphysics仿真平臺對Lamb波在板類結(jié)構(gòu)中的傳播情況進行模擬,分別對三維模型進行網(wǎng)格掃描,以及二維模型進行單排點掃描,分別提取超聲導波場信號。對所提取的信號,首先進行加窗分析,然后進行多維傅里葉變換,最后基于頻率波數(shù)域成像算法進行成像,分析得到的損傷位置、損傷大小,并且和模型所設置的損傷參數(shù)相對比,驗證頻率波數(shù)域超聲導波場損傷檢測方法的有效性。最后,通過構(gòu)建板類結(jié)構(gòu)損傷檢測實驗平臺,應用掃描式多普勒激光測振儀對結(jié)構(gòu)進行非接觸式的自動掃描,得到高分辨率的超聲導波場信號,應用所構(gòu)建的頻率波數(shù)域超聲導波場損傷檢測方法以檢測損傷;與數(shù)值計算結(jié)果相比較,確定此方法的可行性和定位的準確性,并且討論了該方法在實際工程結(jié)構(gòu)損傷檢測中的應用前景。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG115.28

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本文編號：1284790