【摘要】：隨著板狀金屬材料數(shù)量的增長和應(yīng)用場合的擴(kuò)大,泄漏事故也隨之增加,對人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。盡管現(xiàn)有的技術(shù)能夠有效地對結(jié)構(gòu)簡單的板狀材料上的連續(xù)泄漏源進(jìn)行定位。但是,對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的板狀材料上的連續(xù)泄漏源,其定位仍然缺乏有效的解決方案。本文針對具有加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的板狀材料上的泄漏源定位技術(shù)進(jìn)行研究。首先,通過有限元仿真結(jié)合實(shí)驗(yàn)的方法分別測量了蘭姆波在垂直經(jīng)過加強(qiáng)筋時(shí)的傳播狀態(tài)。為此,建立了具有加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的二維有限元仿真模型并搭建了基于多普勒測振儀的蘭姆波測量系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)和仿真中獲得的數(shù)據(jù)結(jié)合二維傅里葉變換,并引入過筋系數(shù)的概念,對蘭姆波垂直經(jīng)過加強(qiáng)筋時(shí)的通過率進(jìn)行了量化。研究發(fā)現(xiàn):加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)會(huì)對蘭姆波產(chǎn)生梳狀濾波器效應(yīng),且梳狀濾波器的通帶帶寬和通帶個(gè)數(shù)受到加強(qiáng)筋幾何形狀(筋高,筋厚和筋的高厚比)的影響。然后,基于蘭姆波經(jīng)過加強(qiáng)筋時(shí)的傳播規(guī)律的研究基礎(chǔ)上,提出頻域查表法對加筋板上的泄漏源定位。該方法預(yù)先在加筋板上劃分網(wǎng)格,然后依次在每個(gè)網(wǎng)格中心模擬泄漏聲源并使用傳感器網(wǎng)絡(luò)采集泄漏聲源產(chǎn)生的信號(hào)。通過提取信號(hào)在頻域上的特征量,組成一個(gè)映射表。當(dāng)未知聲源來臨時(shí),采集并提取未知聲源的頻域特征,并和預(yù)先測得的映射表進(jìn)行特征匹配。匹配最佳的對應(yīng)網(wǎng)格點(diǎn)位置即為未知聲源位置,從而實(shí)現(xiàn)定位。實(shí)驗(yàn)中對薄板尺寸為400×200×2.5 mm,加強(qiáng)筋尺寸為20×4 mm,加強(qiáng)筋間距為100 mm的加筋板進(jìn)行信號(hào)源定位,可以達(dá)到平均定位誤差為21.7mm的效果。該方法具有對信號(hào)源頻域特征分布不敏感和可以在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中對連續(xù)信號(hào)源實(shí)現(xiàn)快速定位的優(yōu)點(diǎn)。
【圖文】：

題的研究背景和意義年來，我國經(jīng)濟(jì)、工業(yè)、科技以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。的蓬勃發(fā)展，板狀金屬材料的需求也不斷增加，同時(shí)，應(yīng)用的場合多，比如飛機(jī)外殼、衛(wèi)星艙壁、汽車車身、特殊物質(zhì)的儲(chǔ)罐、輪用的設(shè)備外殼等等。由于許多應(yīng)用場合環(huán)境惡劣，因此對于金屬板出許多不同的需求，其中，衛(wèi)星、航天器、儲(chǔ)罐（圖 1-1 展示了大等需要提供封閉空間的壓力容器通常需要承受高壓、高溫、高振動(dòng)極端環(huán)境，且內(nèi)部通�；蚴切枰３置荛]，，或是存放著煤氣、石油易燃易爆的危險(xiǎn)產(chǎn)品，一旦發(fā)生泄漏事故，將對人民群眾的人身和嚴(yán)重威脅，也將對國家和社會(huì)帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前，因制成的壓力容器泄漏造成的重大事件比比皆是，壓力容器的安全運(yùn)世界的焦點(diǎn)。

2015年7月16日，山東日照一家石化公司的一個(gè)1000立方米的液態(tài)烴球罐泄漏起火并引發(fā)爆炸，當(dāng)?shù)叵啦块T調(diào)集了9個(gè)消防中隊(duì)全力撲救，幸運(yùn)的是當(dāng)場確認(rèn)沒有傷亡�，F(xiàn)場圖如圖1-2所示。圖1-2 爆炸現(xiàn)場圖因泄漏引起的事故近年來還在不斷發(fā)生著，由此可見，壓力容器的泄漏檢測對于設(shè)備的安全運(yùn)行是十分必要的，是國民經(jīng)濟(jì)和人身財(cái)產(chǎn)安全的重要保障。對于某些特定領(lǐng)域，比如航空航天，壓力容器的泄漏檢測同樣關(guān)鍵，在軌航天器工作在太空之中，為保障宇航員及設(shè)備的健康正常運(yùn)行，需要保持艙體內(nèi)部的氣體壓力，而眾所周知，現(xiàn)在的太空中太空垃圾泛濫，太空垃圾在太空中極易與航天器發(fā)生碰撞，損壞航天器艙體進(jìn)而造成泄漏，對于某些特殊領(lǐng)域，泄漏源更加難以確認(rèn)，一旦發(fā)生泄漏，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG115.28

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2590482