基于光纤光栅传感的液压管路裂纹检测研究
发布时间：2023-01-09 14:38
作为液压系统的重要组成部分,液压管路的安全运行是液压系统正常工作的重要保障,然而在实际工作中,液压管路故障时有发生,主要故障之一正是裂纹。裂纹的萌生及扩展极有可能威胁管路,乃至整个液压系统的安全,因此,对液压管路进行裂纹检测具有十分重要的意义。相较于经典的裂纹检测手段,光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）因其环境适应力强、分布式多点测量等突出优势在进行液压管路裂纹检测时效果更佳。此外,如何根据采集到的光纤光栅信号有效地进行液压管路裂纹的程度区分、位置判定等等,是裂纹检测中的重点及难点。本文以液压管路为研究对象,基于FBG采集不同工况下液压管路裂纹应变信号,利用多重分形及其改进算法等方法进行裂纹检测研究,达到判断裂纹位置、程度、裂纹扩展趋势等目的,主要研究工作如下:（1）基于ANSYS的液压管路裂纹仿真。以液压管路裂纹产生机理为理论基础,通过ANSYS软件进行液压管路裂纹仿真,得到不同状态下管路应变信号。通过研究和比较多重分形方法、小波分析方法以及经验模态分解方法的优缺点,以裂纹仿真信号为分析对象,提取各类表征裂纹程度的有效特征参数,进行不同方法的裂纹检测性能...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景、目的和意义
1.3 相关领域国内外研究现状
1.3.1 液压管路裂纹检测技术研究现状
1.3.2 液压管路裂纹检测方法研究现状
1.3.3 存在的问题
1.4 论文研究内容和结构安排
第2章 液压管路裂纹检测仿真分析
2.1 基于ANSYS的液压管路裂纹仿真
2.1.1 液压管路裂纹产生机理分析
2.1.2 基于ANSYS的液压管路模态仿真
2.1.3 液压管路裂纹仿真信号生成与分析
2.2 液压管路裂纹检测方法理论基础
2.2.1 传统液压管路裂纹检测方法理论基础
2.2.2 基于多重分形的液压管路裂纹检测方法理论基础
2.3 液压管路裂纹检测方法仿真
2.3.1 仿真结果分析
2.3.2 结果比较
2.4 本章小结
第3章 基于FBG的液压管路动态裂纹检测
3.1 光纤光栅传感技术
3.1.1 FBG应变传感原理
3.1.2 分布式FBG传感
3.2 基于FBG的液压管路动态裂纹扩展实验
3.2.1 液压管路充压振动实验台介绍
3.2.2 液压管路动态裂纹扩展实验
3.2.3 实验结果
3.3 基于FBG的液压管路动态裂纹检测
3.3.1 实验数据分析结果
3.3.2 各方法裂纹检测性能比较分析
3.4 本章小结
第4章 基于分布式FBG的液压管路裂纹检测
4.1 基于分布式FBG的液压管路裂纹检测实验
4.1.1 分布式FBG布点规划
4.1.2 液压弯管裂纹实验平台介绍
4.1.3 液压弯管裂纹实验
4.1.4 实验结果
4.2 基于多重分形的分布式FBG液压管路裂纹检测
4.2.1 FBG信号幅频谱分析
4.2.2 基于多重分形的液压管路裂纹检测
4.3 基于 2D-MFDFA的改进多重分形算法
4.3.1 基于2D-MFDFA的改进多重分形算法理论
4.3.2 基于2D-MFDFA的改进多重分形算法仿真
4.4 基于改进多重分形的分布式FBG液压管路裂纹检测
4.4.1 FBG应变信号预处理
4.4.2 基于改进多重分形的分布式FBG液压管路裂纹检测
4.4.3 裂纹检测性能比较分析
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 本文工作总结
5.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文及成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]粗集料表面纹理粗糙度的多重分形评价[J]. 周兴林,肖神清,肖旺新,冉茂平. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[2]基于光纤光栅的悬臂结构疲劳裂纹实验研究[J]. 徐刚,梁磊,仇磊,李红丽,梅华平,曹珊. 传感技术学报. 2016(09)
[3]非金属管道损伤的非线性超声导波延时检测定位方法[J]. 洪晓斌,冯进亨,林沛嵩,刘桂雄. 光学精密工程. 2016(07)
[4]压力管道对接焊缝表面裂纹电磁检测的可靠性研究[J]. 王海波,宋树波,侯哲生. 机械设计与制造. 2016(04)
[5]基于激光热成像的铁氧体裂纹检测[J]. 王晓宁,侯德鑫,叶树亮. 激光与红外. 2015(11)
[6]基于分形盒维数的双跨轴承转子系统故障诊断方法研究[J]. 王志,栾忠权,王少红,马超. 机床与液压. 2015(17)
[7]基于HHT的液压管路裂纹故障诊断方法研究[J]. 李哲洙,高培鑫,佟琨,赵大哲,刘积仁. 计算机工程与应用. 2016(20)
[8]基于光纤光栅传感的管路损伤测量与定位[J]. 刘东,刘泉,陈俊涛. 华中科技大学学报(自然科学版). 2015(05)
[9]基于EMD与多重分形去趋势法的轴承智能诊断方法[J]. 贾峰,武兵,熊晓燕,熊诗波. 中南大学学报(自然科学版). 2015(02)
[10]含横向裂纹管道固有频率的变化规律研究[J]. 高攀,张小龙,何育民,申鹏. 机械科学与技术. 2015(01)
博士论文
[1]飞行器关键构件的超声导波损伤诊断成像方法研究[D]. 刘科海.大连理工大学 2016
硕士论文
[1]基于经验小波变换的机械故障诊断方法[D]. 李媛媛.华北电力大学 2016
[2]基于光纤光栅的飞行器结构健康监测技术研究[D]. 何超.南京航空航天大学 2016
[3]往复式压缩机管道振动疲劳破坏与减振措施研究[D]. 张文博.中国石油大学(华东) 2015
[4]基于光纤光栅的结构变形监测方法研究[D]. 闫美佳.南京航空航天大学 2015
[5]飞机液压系统连接件及管路的有限元仿真分析[D]. 衡波志.南京航空航天大学 2014
[6]钢轨裂纹漏磁检测技术研究[D]. 熊龙辉.南京航空航天大学 2014
[7]基于光纤光栅传感的旋转叶片振动测试与分析[D]. 孙亮志.武汉理工大学 2013
[8]基于FBG分布传感的机械结构裂纹损伤识别方法研究[D]. 胡婷婷.武汉理工大学 2012
[9]基于时分复用的分布式光纤光栅传感系统的研究[D]. 周鹤.北京交通大学 2012
[10]光滑弯管环向内表面裂纹的断裂参数及安全评定研究[D]. 彭俊.大连理工大学 2011
本文编号：3729359
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景、目的和意义
1.3 相关领域国内外研究现状
1.3.1 液压管路裂纹检测技术研究现状
1.3.2 液压管路裂纹检测方法研究现状
1.3.3 存在的问题
1.4 论文研究内容和结构安排
第2章 液压管路裂纹检测仿真分析
2.1 基于ANSYS的液压管路裂纹仿真
2.1.1 液压管路裂纹产生机理分析
2.1.2 基于ANSYS的液压管路模态仿真
2.1.3 液压管路裂纹仿真信号生成与分析
2.2 液压管路裂纹检测方法理论基础
2.2.1 传统液压管路裂纹检测方法理论基础
2.2.2 基于多重分形的液压管路裂纹检测方法理论基础
2.3 液压管路裂纹检测方法仿真
2.3.1 仿真结果分析
2.3.2 结果比较
2.4 本章小结
第3章 基于FBG的液压管路动态裂纹检测
3.1 光纤光栅传感技术
3.1.1 FBG应变传感原理
3.1.2 分布式FBG传感
3.2 基于FBG的液压管路动态裂纹扩展实验
3.2.1 液压管路充压振动实验台介绍
3.2.2 液压管路动态裂纹扩展实验
3.2.3 实验结果
3.3 基于FBG的液压管路动态裂纹检测
3.3.1 实验数据分析结果
3.3.2 各方法裂纹检测性能比较分析
3.4 本章小结
第4章 基于分布式FBG的液压管路裂纹检测
4.1 基于分布式FBG的液压管路裂纹检测实验
4.1.1 分布式FBG布点规划
4.1.2 液压弯管裂纹实验平台介绍
4.1.3 液压弯管裂纹实验
4.1.4 实验结果
4.2 基于多重分形的分布式FBG液压管路裂纹检测
4.2.1 FBG信号幅频谱分析
4.2.2 基于多重分形的液压管路裂纹检测
4.3 基于 2D-MFDFA的改进多重分形算法
4.3.1 基于2D-MFDFA的改进多重分形算法理论
4.3.2 基于2D-MFDFA的改进多重分形算法仿真
4.4 基于改进多重分形的分布式FBG液压管路裂纹检测
4.4.1 FBG应变信号预处理
4.4.2 基于改进多重分形的分布式FBG液压管路裂纹检测
4.4.3 裂纹检测性能比较分析
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 本文工作总结
5.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文及成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]粗集料表面纹理粗糙度的多重分形评价[J]. 周兴林,肖神清,肖旺新,冉茂平. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[2]基于光纤光栅的悬臂结构疲劳裂纹实验研究[J]. 徐刚,梁磊,仇磊,李红丽,梅华平,曹珊. 传感技术学报. 2016(09)
[3]非金属管道损伤的非线性超声导波延时检测定位方法[J]. 洪晓斌,冯进亨,林沛嵩,刘桂雄. 光学精密工程. 2016(07)
[4]压力管道对接焊缝表面裂纹电磁检测的可靠性研究[J]. 王海波,宋树波,侯哲生. 机械设计与制造. 2016(04)
[5]基于激光热成像的铁氧体裂纹检测[J]. 王晓宁,侯德鑫,叶树亮. 激光与红外. 2015(11)
[6]基于分形盒维数的双跨轴承转子系统故障诊断方法研究[J]. 王志,栾忠权,王少红,马超. 机床与液压. 2015(17)
[7]基于HHT的液压管路裂纹故障诊断方法研究[J]. 李哲洙,高培鑫,佟琨,赵大哲,刘积仁. 计算机工程与应用. 2016(20)
[8]基于光纤光栅传感的管路损伤测量与定位[J]. 刘东,刘泉,陈俊涛. 华中科技大学学报(自然科学版). 2015(05)
[9]基于EMD与多重分形去趋势法的轴承智能诊断方法[J]. 贾峰,武兵,熊晓燕,熊诗波. 中南大学学报(自然科学版). 2015(02)
[10]含横向裂纹管道固有频率的变化规律研究[J]. 高攀,张小龙,何育民,申鹏. 机械科学与技术. 2015(01)
博士论文
[1]飞行器关键构件的超声导波损伤诊断成像方法研究[D]. 刘科海.大连理工大学 2016
硕士论文
[1]基于经验小波变换的机械故障诊断方法[D]. 李媛媛.华北电力大学 2016
[2]基于光纤光栅的飞行器结构健康监测技术研究[D]. 何超.南京航空航天大学 2016
[3]往复式压缩机管道振动疲劳破坏与减振措施研究[D]. 张文博.中国石油大学(华东) 2015
[4]基于光纤光栅的结构变形监测方法研究[D]. 闫美佳.南京航空航天大学 2015
[5]飞机液压系统连接件及管路的有限元仿真分析[D]. 衡波志.南京航空航天大学 2014
[6]钢轨裂纹漏磁检测技术研究[D]. 熊龙辉.南京航空航天大学 2014
[7]基于光纤光栅传感的旋转叶片振动测试与分析[D]. 孙亮志.武汉理工大学 2013
[8]基于FBG分布传感的机械结构裂纹损伤识别方法研究[D]. 胡婷婷.武汉理工大学 2012
[9]基于时分复用的分布式光纤光栅传感系统的研究[D]. 周鹤.北京交通大学 2012
[10]光滑弯管环向内表面裂纹的断裂参数及安全评定研究[D]. 彭俊.大连理工大学 2011
本文编号：3729359
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