本文關(guān)鍵詞：時頻分析方法在智能結(jié)構(gòu)損傷在線檢測中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《大連理工大學(xué)》 2008年

蘭姆波檢測技術(shù)及HHT時頻分析方法研究

曹正敏  

【摘要】： 板狀材料廣泛應(yīng)用于航空、汽車等諸多工業(yè)領(lǐng)域中,Lamb波對于板材檢測有著縱波和橫波難以比擬的快捷、高效等特點,由于蘭姆波理論及檢測機理的復(fù)雜性,使得在實際檢測過程中的模態(tài)選取、模態(tài)判別以及信號解釋等方面還存在許多問題,大大限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。 Lamb波頻散曲線是進行蘭姆波檢測的重要依據(jù),頻散曲線繪制的簡捷化和對檢測信號的精確解釋是Lamb波檢測技術(shù)推廣應(yīng)用首先要解決的問題。本文在超聲導(dǎo)波理論的指導(dǎo)下,對蘭姆波頻散曲線的繪制以及對檢測信號的時頻分析方法進行了研究。基于頻散曲線實質(zhì)上是頻散方程實數(shù)解分布圖的特點,對Lamb波頻散方程的求解和頻散曲線的繪制過程進行了簡化,借助Matlab軟件采用直接迭代的方法繪制了鋁板中Lamb波的傳播特性曲線,包括Lamb波頻散曲線、Lamb波激發(fā)角曲線和波結(jié)構(gòu)分布曲線。采用2.5MHz可變角探頭在厚度為1.29mm的鋁板上進行了實驗研究,對群速度、相速度和激發(fā)角的理論計算值和實驗值進行了比較分析,結(jié)果表明,兩者結(jié)果吻合良好。針對Lamb波檢測信號的非平穩(wěn)特性,依據(jù)所繪制的Lamb波檢測曲線,激發(fā)了單一模態(tài)(S_0)的Lamb波,對鋁板上孔徑分別為2.0mm、2.5mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm的通孔(人工缺陷)進行了檢測,采用HHT時頻分析方法對檢測信號進行了分析與處理,對用EMD分解得到的IMF分量進行了信號重構(gòu),提取了重構(gòu)信號的包絡(luò)譜,精確確定了通孔缺陷波包的到達時間;通過Hilbert變換提取了瞬時頻率、瞬時幅度等特征參量對不同孔徑的Lamb檢測信號進行了表征。結(jié)果表明,瞬時幅度峰值隨著人工通孔孔徑的增大呈線性遞減,二者之間的線性相關(guān)系數(shù)R~2=0.97,瞬時幅度峰值很好地反應(yīng)缺陷孔徑大小的變化,檢測信號的HHT時頻分析方法為工程應(yīng)用中蘭姆波檢測缺陷定位及定量分析提供了很好的借鑒。 最后,基于Matlab平臺制作了蘭姆波檢測曲線繪制軟件,將蘭姆波的檢測曲線集合在一個界面下,通過簡單的人機交互(如輸入板材的縱波、橫波速度等參數(shù))即可完成對蘭姆波檢測曲線的計算和繪制過程,實現(xiàn)了Lamb檢測曲線的簡捷繪制,為實際檢測人員在現(xiàn)場進行實時繪制提供了可能。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TG806
【目錄】：

摘要4-5

Abstract5-9

1 緒論9-17

1.1 研究的背景及意義9-11

1.2 研究現(xiàn)狀11-13

1.3 Lamb波檢測信號處理技術(shù)13-15

1.4 本研究的主要工作15-17

2 Lamb波理論概述17-27

2.1 Lamb波的概念17-22

2.1.1 Lamb波的激發(fā)17-20

2.1.2 Lamb波群速度和相速度20-21

2.1.3 Lamb波的頻散現(xiàn)象21-22

2.2 Lamb波頻散方程的建立22-27

3 Lamb波頻散曲線的繪制27-37

3.1 Lamb波頻散曲線的計算27-30

3.2 Lamb波激發(fā)角曲線的繪制30-31

3.3 Lamb波波結(jié)構(gòu)曲線的繪制31-35

3.4 Lamb波頻散曲線的實驗驗證35-37

4 Lamb波信號HHT時頻分析方法研究37-52

4.1 Lamb波檢測信號的HHT分析37-43

4.1.1 EMD分解37-42

4.1.2 Hilbert變換42-43

4.2 實驗裝置與樣品43-44

4.3 實驗方法44

4.4 實驗結(jié)果44-52

5 Lamb波檢測曲線繪制軟件的設(shè)計52-61

5.1 Lamb波檢測曲線繪制軟件的功能及實現(xiàn)52-53

5.2 基于Matlab的Lamb波檢測曲線繪制軟件界面的制作53-61

結(jié)論61-62

參考文獻62-68

攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況68-69

致謝69-70

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5 凡友華;陳曉非;;Rayleigh波頻散方程的數(shù)值搜根研究[A];中國地球物理學(xué)會第二十屆年會論文集[C];2004年

6 孫修立;張海燕;;蘭姆波散射信號損傷成像方法[A];中國聲學(xué)學(xué)會2009年青年學(xué)術(shù)會議[CYCA’09]論文集[C];2009年

7 倪園;程建政;張德俊;周玉祿;;一種移除蘭姆波頻散效應(yīng)的方法[A];中國聲學(xué)學(xué)會2007年青年學(xué)術(shù)會議論文集（下）[C];2007年

8 朱代柱;李梅;杜選民;;基于時頻分析的瞬態(tài)信號識別技術(shù)[A];中國聲學(xué)學(xué)會2002年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

9 崔志文;張精;劉金霞;王克協(xié);;Pochhammer頻散方程高階縱模式波的近似解[A];中國聲學(xué)學(xué)會2006年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

10 李飛;黃斌科;馮恩信;汪文秉;;基于四元數(shù)的人運動回波仿真研究[A];2009年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 白文起 劉蘭寧 趙海燕;[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報;2008年

2 白文起　劉蘭寧 趙海燕;[N];中國礦業(yè)報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉雪峰;層狀介質(zhì)中瑞利面波多模式性質(zhì)及其在正反演中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

2 鄭祥明;膠接接頭強度及環(huán)境退化的超聲波無損定征[D];北京工業(yè)大學(xué);2003年

3 楊真;基于ISS的薄煤層采空邊界探測理論與試驗研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2009年

4 趙海峰;基于HHT的往復(fù)壓縮機故障診斷研究[D];東北石油大學(xué);2011年

5 單佩韋;時頻分析系統(tǒng)及其應(yīng)用[D];華東師范大學(xué);2011年

6 邵廣周;多階模式瑞利波頻散特征與反演研究[D];長安大學(xué);2009年

7 項延訓(xùn);高溫構(gòu)件早期損傷的非線性超聲導(dǎo)波評價方法研究[D];華東理工大學(xué);2011年

8 楊天春;瑞利波“之”字形頻散與道路結(jié)構(gòu)頻散曲線的正演研究[D];中南大學(xué);2004年

9 白朝旭;地震波場中瑞雷波研究及在工程建設(shè)中應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2008年

10 朱曉軍;HHT變換及其在腦電信號處理中的應(yīng)用研究[D];太原理工大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曹正敏;蘭姆波檢測技術(shù)及HHT時頻分析方法研究[D];大連理工大學(xué);2008年

2 徐凱;超聲Lamb波信號傳播特性研究[D];南京信息工程大學(xué);2012年

3 彭輝燕;基于HHT的故障診斷時頻分析[D];電子科技大學(xué);2010年

4 劉建軍;Hilbert-Huang變換及其在線性時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別中的應(yīng)用[D];中南大學(xué);2007年

5 魏運飛;金屬薄板的蘭姆波成像檢測方法研究[D];南昌航空大學(xué);2010年

6 方楊;鋁板中的蘭姆波檢測技術(shù)和非線性調(diào)頻小波變換時頻分析方法研究[D];上海交通大學(xué);2012年

7 劉麒;蘭姆波線性陣列板結(jié)構(gòu)復(fù)合成像無損檢測方法研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2012年

8 鄧樂翔;瑞雷波場正演模擬及頻散曲線的提取[D];長安大學(xué);2010年

9 包莉娑;基于小波脊的超聲蘭姆波信號分離[D];南京信息工程大學(xué);2012年

10 陳艷艷;瑞雷波頻散曲線提取及快速反演分析應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：時頻分析方法在智能結(jié)構(gòu)損傷在線檢測中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：223918