【摘要】：金屬結(jié)構(gòu)件的廣泛使用,以及承載工況的復(fù)雜化,如交變負載、環(huán)境腐蝕等都會使結(jié)構(gòu)件不可避免地產(chǎn)生微小裂紋,而裂紋一經(jīng)擴展便會降低其正常工作能力,甚至構(gòu)成安全隱患。及時、準確的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)件中的初始微小裂紋以降低安全事故發(fā)生率及經(jīng)濟損失成為了無損檢測領(lǐng)域的重要研究課題。本文利用功能型壓電陶瓷(PZT),結(jié)合LAMB波對基體組織分布的敏感性,提出了利用波包能量譜值變化率進行缺損識別,并通過有限元仿真計算與實驗相結(jié)合進行了論證。本文主要研究內(nèi)容:(1)對LAMB波模態(tài)參數(shù)展開深入研究,結(jié)合LAMB波頻散方程,仿真出鋼板中的LAMB波相群曲線。并對加窗函數(shù)、周期數(shù)、激勵頻率分別進行對比分析,得出合適模態(tài)LAMB波的最優(yōu)激勵參數(shù)。(2)對利用LAMB波傳播特性進行損傷識別與定位的不同方法分別進行了論述,并對各自的應(yīng)用局限性進行總結(jié),提出了波包能量譜值變化率的損傷識別依據(jù)。(3)建立各損傷狀態(tài)下的鋼板有限元模型,分別進行仿真計算。對比分析得出缺損狀態(tài)對采集響應(yīng)的影響。結(jié)合波包分解理論,將采集響應(yīng)逐層分解,得到敏感頻帶的能量譜值衰減曲線,通過等距測點布置,擬合各采集點響應(yīng)能量譜值衰減曲線。而缺損的存在,在整體上會導(dǎo)致響應(yīng)信號某頻段內(nèi)信號增強,另一頻段內(nèi)信號減弱,在分解層敏感頻段區(qū)域則大大減弱響應(yīng)強度,因此通過查找能量譜值衰減曲線節(jié)點異常值可實現(xiàn)缺損定位。(4)設(shè)計整體實驗平臺,通過動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀,實時采集測點響應(yīng)數(shù)據(jù),采集的電壓信號,由逆壓電效應(yīng)得出壓電體的縱向振動加速度,通過波包分解結(jié)合衰減特征,實現(xiàn)損傷定位。論證了PZT激勵產(chǎn)生LAMB波的優(yōu)越性及利用LAMB波波包能量譜值變化率進行基體損傷識別的可行性。
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【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG115.28;O346.5

【參考文獻】

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本文編號：2308618