發(fā)布時(shí)間：2017-04-25 08:04

  本文關(guān)鍵詞：基于聲發(fā)射的裂紋建模與診斷，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：工程結(jié)構(gòu)失效引發(fā)的災(zāi)難性事故時(shí)有發(fā)生，結(jié)構(gòu)失效通常由腐蝕、溫度、裂紋等引起，而裂紋是首要因素。當(dāng)前裂紋是工程界得到廣泛研究，但因?yàn)榱鸭y發(fā)展過程難以直接觀測(cè)，所以對(duì)裂紋萌發(fā)和擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)過程還知之甚少。裂紋活動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生聲發(fā)射現(xiàn)象，聲發(fā)射信號(hào)包含了大量與動(dòng)態(tài)裂紋直接相關(guān)的信息，因而可以用于動(dòng)態(tài)裂紋研究。本論文基于聲發(fā)射開展裂紋的建模與診斷。 （1）首先，研究了聲發(fā)射波動(dòng)的機(jī)理。采用彈性動(dòng)力學(xué)原理建立了聲發(fā)射波動(dòng)方程，利用方程的格林函數(shù)解建立了聲發(fā)射波動(dòng)的一般模型�；谠撃Ｐ蛯�(duì)階躍脈沖、矩形脈沖、高斯脈沖、落球沖擊脈沖激發(fā)的聲發(fā)射波形進(jìn)行了仿真，其中，落球聲發(fā)射仿真波形與試驗(yàn)波形吻合，，表明建立的聲發(fā)射波動(dòng)模型是正確的。 （2）然后，開展了鋼結(jié)構(gòu)裂紋聲發(fā)射試驗(yàn)研究。裂紋發(fā)展時(shí)經(jīng)歷了塑性變形、裂紋萌發(fā)和裂紋擴(kuò)展三個(gè)階段，整個(gè)過程中的可觀測(cè)到三種聲發(fā)射波型：突發(fā)型、連續(xù)型和混合型。裂紋塑性變形階段主要為連續(xù)型波；裂紋萌發(fā)時(shí)會(huì)出現(xiàn)突發(fā)型波和混合型波；裂紋擴(kuò)展階段主要出現(xiàn)混合型波和低頻連續(xù)型波，其中低頻連續(xù)型波主要是由裂紋面摩擦產(chǎn)生。 （3）基于上述分析，對(duì)裂紋進(jìn)行建模研究。分別采用點(diǎn)應(yīng)力和矩張量描述裂紋的萌發(fā)和擴(kuò)展，分別建立了裂紋萌發(fā)和擴(kuò)展的聲發(fā)射正演模型，并對(duì)裂紋萌發(fā)、I、II型裂紋擴(kuò)展的聲發(fā)射波形進(jìn)行正演仿真分析�；诼暟l(fā)射正演模型和逆褶積方法建立了裂紋萌發(fā)和擴(kuò)展的聲發(fā)射反演模型。將上述模型應(yīng)用于斷鉛聲發(fā)射波形反演研究，得到斷鉛聲發(fā)射源函數(shù)。對(duì)該函數(shù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：裂紋萌發(fā)時(shí)，裂紋區(qū)的應(yīng)力不斷上升，在裂紋擴(kuò)展時(shí)，裂紋區(qū)的應(yīng)力不斷下降。根據(jù)應(yīng)力下降時(shí)間計(jì)算得到裂紋擴(kuò)展速度為0.0943mm μs。 （4）最后，進(jìn)行了裂紋診斷方法的研究。針對(duì)聲發(fā)射時(shí)差定位中初至?xí)r刻拾取的問題，提出了基于包絡(luò)H lder指數(shù)的初至?xí)r刻拾取方法，將其應(yīng)用于斷鉛和鋼結(jié)構(gòu)裂紋聲發(fā)射信號(hào)，初至?xí)r刻拾取誤差不超過2μs。針對(duì)裂紋位置準(zhǔn)確識(shí)別的問題，構(gòu)造了聲發(fā)射活動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合模糊聚類法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)裂紋擴(kuò)展位置進(jìn)行了有效識(shí)別。針對(duì)裂紋類型診斷的問題，采用矩張量診斷方法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)裂紋擴(kuò)展類型進(jìn)行了判定，并定量地計(jì)算出裂紋擴(kuò)展的方向角。
【關(guān)鍵詞】：裂紋萌發(fā) 裂紋擴(kuò)展 聲發(fā)射 建模 診斷
【學(xué)位授予單位】：三峽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH165.3
【目錄】：

• 內(nèi)容摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題研究意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 常用聲發(fā)射信號(hào)處理方法11-12
• 1.2.2 聲發(fā)射在裂紋建模中的發(fā)展12-14
• 1.2.3 聲發(fā)射診斷法的發(fā)展與應(yīng)用14-15
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)安排15-16
• 2 聲發(fā)射波動(dòng)特性16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 聲發(fā)射波動(dòng)特性16-20
• 2.2.1 聲發(fā)射波的來源16-17
• 2.2.2 聲發(fā)射波的特點(diǎn)17-18
• 2.2.3 聲發(fā)射波傳播規(guī)律18-20
• 2.3 聲發(fā)射波動(dòng)方程20-30
• 2.3.1 波動(dòng)方程建立20-22
• 2.3.2 一般求解方法22
• 2.3.3 積分求解法與算例22-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 3 聲發(fā)射試驗(yàn)與分析31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 聲發(fā)射信號(hào)采集試驗(yàn)31-38
• 3.2.1 聲發(fā)射采集系統(tǒng)31-32
• 3.2.2 模擬源的聲發(fā)射試驗(yàn)32-34
• 3.2.3 裂紋聲發(fā)射試驗(yàn)34-38
• 3.3 裂紋聲發(fā)射信號(hào)分析38-46
• 3.3.1 統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析方法38-41
• 3.3.2 波形特征分析方法41-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 4 基于聲發(fā)射的裂紋建模47-61
• 4.1 引言47
• 4.2 裂紋聲發(fā)射正演47-55
• 4.2.1 裂紋的兩種描述方法47-49
• 4.2.2 裂紋聲發(fā)射正演模型49-50
• 4.2.3 裂紋聲發(fā)射波形正演50-55
• 4.3 裂紋聲發(fā)射反演55-60
• 4.3.1 裂紋源函數(shù)反演模型55-56
• 4.3.2 裂紋源函數(shù)的反演56-59
• 4.3.3 動(dòng)態(tài)裂紋機(jī)理分析59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 5 基于聲發(fā)射的裂紋診斷61-75
• 5.1 引言61
• 5.2 裂紋位置診斷方法61-69
• 5.2.1 初至?xí)r刻拾取61-66
• 5.2.2 裂紋位置識(shí)別66-69
• 5.3 裂紋類型診斷方法69-74
• 5.3.1 基于聲發(fā)射的矩張量計(jì)算69-70
• 5.3.2 裂紋類型的矩張量診斷70-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 6 結(jié)論與展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-82
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間參與項(xiàng)目及取得成果82-83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 薛云亮;李庶林;林峰;徐宏斌;;類巖石材料聲發(fā)射參數(shù)與應(yīng)力和應(yīng)變耦合本構(gòu)關(guān)系[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年06期

2 王慧晶;林哲;;塑性區(qū)模型損傷修正及其對(duì)聲發(fā)射活動(dòng)的影響[J];船舶力學(xué);2011年04期

3 陽(yáng)建紅,王芳文,覃世勇;HTPB復(fù)合固體推進(jìn)劑的聲發(fā)射特性及損傷模型的試驗(yàn)和理論研究[J];固體火箭技術(shù);2000年03期

4 何舒,馬羽寬,楊建波;含不同缺陷的金屬材料聲發(fā)射特性[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2003年04期

5 尚德廣，王德俊，韓楠林;疲勞裂紋萌生尺寸的定義及其確定方法[J];機(jī)械強(qiáng)度;1996年02期

6 朱洪俊,秦樹人,彭麗玲;小波變換對(duì)突變信號(hào)峰值奇異點(diǎn)的精確檢測(cè)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2002年12期

7 王巖;王瑤;姚金鑫;路桂娟;徐鄭鄭;;混凝土軸拉損傷聲發(fā)射特性研究綜述[J];水利水電技術(shù);2012年12期

8 劉鎮(zhèn)清,陳廣;超聲無損檢測(cè)中的譜分析技術(shù)[J];無損檢測(cè);2001年02期

9 耿榮生,沈功田,劉時(shí)風(fēng);聲發(fā)射信號(hào)處理和分析技術(shù)[J];無損檢測(cè);2002年01期

10 沈功田,耿榮生,劉時(shí)風(fēng);聲發(fā)射信號(hào)的參數(shù)分析方法[J];無損檢測(cè);2002年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 高占鳳;大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中信息獲取及處理的智能化研究[D];北京交通大學(xué);2010年

2 謝超;非均質(zhì)材料斷裂位錯(cuò)機(jī)理多尺度研究[D];湖南大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：基于聲發(fā)射的裂紋建模與診斷，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：325935