基于导波的长大型地下管道损伤识别研究
发布时间：2021-05-16 23:43
随着经济社会的发展,国内城市化水平日益提高,不论是工业还是民用的各种气、液输运都要求更加高效、安全的管道运输网络,但管道长期处在腐蚀、潮湿环境下,工作环境异常恶劣,极容易受到不同程度的损伤而发生泄漏,轻则造成资源浪费,重则造成人员伤亡。针对管道开展损伤识别研究,是科学建立预警机制的必然路径,对保证管道系统正常运转具有重要意义。然而传统的管道无损检测手段需要沿管道进行逐点检测,工作效率低下的同时容易发生漏检,且传统检测手段需要被测管道暴露待检部位,当管道埋置于地下时就无法进行有效检测。导波检测技术作为一种新兴的无损检测技术,因其长距离、全截面、高速检测的优点而具有良好的应用前景。目前,国内外的学者对基于导波的管道损伤识别技术进行了大量研究,取得了一定的成果,但在导波频散曲线的绘制、管道损伤程度的定量分析以及含异构管道的损伤定位等方面仍然存在一些问题亟待解决,因此基于导波技术进行有关管道损伤识别的研究工作具有重要意义。本文采用理论推导与有限元分析相结合的研究方式,从导波频散特性出发,编制了导波频散及导波结构分析程序,建立了多种损伤工况并利用回波定位原理对损伤的方位进行了识别,基于人工神经网...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 管道损伤识别技术
1.3 导波技术在管道损伤识别中的研究现状
1.3.1 管道中导波频散理论研究
1.3.2 管道中导波的损伤识别特性研究
1.4 本文的研究意义及主要内容
1.4.1 研究意义
1.4.2 研究内容
第二章 管道导波的力学模型
2.1 管道导波频散分析
2.2 管道导波频散方程的数值求解
2.3 管道导波结构的数值求解
2.4 本章小结
第三章 基于导波模型的直管损伤识别方法
3.1 管道导波检测的有限元模拟
3.2 管道损伤方位识别
3.2.1 回波信号的比较分析
3.2.2 裂缝的损伤方位识别策略
3.2.3 损伤识别的极限距离与极限尺寸
3.3 管道损伤程度量化
3.3.1 神经网络基本理论
3.3.2 位移回波强度与损伤程度的相关性
3.3.3 损伤指标——导波位移包络的构造方法
3.3.4 神经网络设计
3.3.5 损伤深度的识别策略
3.3.6 考虑导波衰减的损伤深度识别
3.4 直管中噪声对回波信号的影响及除噪方法
3.4.1 噪声对L(0,1)模态导波的影响
3.4.2 噪声对T(0,1)模态导波的影响
3.4.3 基于小波的导波除噪方法
3.5 本章小结
第四章 基于导波模型的异构管道损伤识别方法
4.1 弯管异构管道的损伤识别研究
4.1.1 弯管异构管道未损伤时的回波特性
4.1.2 弯管异构管道损伤时的回波特性及损伤定位
4.1.3 弯管异构管道中噪声对回波信号的影响
4.1.4 弯头几何特性对损伤检测的影响
4.1.5 裂缝尺寸对检测的影响
4.2 含接口异构管道的损伤识别研究
4.2.1 含接口异构管道未损伤时的回波特性
4.2.2 含接口异构管道损伤时的回波特性及损伤定位
4.2.3 含接口异构管道中噪声对回波信号的影响
4.3 含附属构件异构管道的损伤识别研究
4.3.1 含附属构件异构管道未损伤时的回波特性
4.3.2 含附属构件异构管道损伤时的回波特性及损伤定位
4.3.3 含附属构件异构管道中噪声对回波信号的影响
4.3.4 附属构件与裂缝的识别
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 研究展望
附录
参考文献
作者攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于流量平衡法的泄漏识别改进算法[J]. 张弢甲,富宽,刘胜楠,郑健峰,施宁. 管道技术与设备. 2017(04)
[2]管道超声导波模态的频散分析[J]. 张露,邹宁波,李山桥,刘映宇,刘治宏,敬硕肄. 无损探伤. 2016(04)
[3]基于应变模态差和神经网络的管道损伤识别[J]. 周邵萍,郝占峰,韩红飞,张佳程,章兰珠. 振动.测试与诊断. 2015(02)
[4]输气管道声波法泄漏检测技术的理论与实验研究[J]. 刘翠伟,李玉星,王武昌,刘光晓. 声学学报. 2013(03)
[5]基于模态应变能与神经网络的地下拱形结构损伤诊断[J]. 范建设,郑飞,许金余. 噪声与振动控制. 2011(03)
[6]不锈钢管材中弯曲模态导波试验[J]. 顾军,林莉,侯云霞,李喜孟. 无损检测. 2010(02)
[7]管道导波无损检测频率选择与管材特征关系[J]. 王悦民,沈立华,申传俊,孙丰瑞. 机械工程学报. 2009(08)
[8]直管损伤识别的一种简化方法[J]. 黄勇,廖振鹏,刘启方,谢志南. 地震工程与工程振动. 2008(06)
[9]基于模态分析和神经网络的裂缝损伤识别[J]. 赵卓,王晓阳,梁军. 世界地震工程. 2006(02)
[10]管道超声纵向导波裂纹检测数值模拟[J]. 程载斌,王志华,张立军,马宏伟. 应用力学学报. 2004(04)
硕士论文
[1]基于纵向导波的管道损伤特征识别研究[D]. 陈颖璞.大连理工大学 2015
本文编号：3190635
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 管道损伤识别技术
1.3 导波技术在管道损伤识别中的研究现状
1.3.1 管道中导波频散理论研究
1.3.2 管道中导波的损伤识别特性研究
1.4 本文的研究意义及主要内容
1.4.1 研究意义
1.4.2 研究内容
第二章 管道导波的力学模型
2.1 管道导波频散分析
2.2 管道导波频散方程的数值求解
2.3 管道导波结构的数值求解
2.4 本章小结
第三章 基于导波模型的直管损伤识别方法
3.1 管道导波检测的有限元模拟
3.2 管道损伤方位识别
3.2.1 回波信号的比较分析
3.2.2 裂缝的损伤方位识别策略
3.2.3 损伤识别的极限距离与极限尺寸
3.3 管道损伤程度量化
3.3.1 神经网络基本理论
3.3.2 位移回波强度与损伤程度的相关性
3.3.3 损伤指标——导波位移包络的构造方法
3.3.4 神经网络设计
3.3.5 损伤深度的识别策略
3.3.6 考虑导波衰减的损伤深度识别
3.4 直管中噪声对回波信号的影响及除噪方法
3.4.1 噪声对L(0,1)模态导波的影响
3.4.2 噪声对T(0,1)模态导波的影响
3.4.3 基于小波的导波除噪方法
3.5 本章小结
第四章 基于导波模型的异构管道损伤识别方法
4.1 弯管异构管道的损伤识别研究
4.1.1 弯管异构管道未损伤时的回波特性
4.1.2 弯管异构管道损伤时的回波特性及损伤定位
4.1.3 弯管异构管道中噪声对回波信号的影响
4.1.4 弯头几何特性对损伤检测的影响
4.1.5 裂缝尺寸对检测的影响
4.2 含接口异构管道的损伤识别研究
4.2.1 含接口异构管道未损伤时的回波特性
4.2.2 含接口异构管道损伤时的回波特性及损伤定位
4.2.3 含接口异构管道中噪声对回波信号的影响
4.3 含附属构件异构管道的损伤识别研究
4.3.1 含附属构件异构管道未损伤时的回波特性
4.3.2 含附属构件异构管道损伤时的回波特性及损伤定位
4.3.3 含附属构件异构管道中噪声对回波信号的影响
4.3.4 附属构件与裂缝的识别
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 研究展望
附录
参考文献
作者攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于流量平衡法的泄漏识别改进算法[J]. 张弢甲,富宽,刘胜楠,郑健峰,施宁. 管道技术与设备. 2017(04)
[2]管道超声导波模态的频散分析[J]. 张露,邹宁波,李山桥,刘映宇,刘治宏,敬硕肄. 无损探伤. 2016(04)
[3]基于应变模态差和神经网络的管道损伤识别[J]. 周邵萍,郝占峰,韩红飞,张佳程,章兰珠. 振动.测试与诊断. 2015(02)
[4]输气管道声波法泄漏检测技术的理论与实验研究[J]. 刘翠伟,李玉星,王武昌,刘光晓. 声学学报. 2013(03)
[5]基于模态应变能与神经网络的地下拱形结构损伤诊断[J]. 范建设,郑飞,许金余. 噪声与振动控制. 2011(03)
[6]不锈钢管材中弯曲模态导波试验[J]. 顾军,林莉,侯云霞,李喜孟. 无损检测. 2010(02)
[7]管道导波无损检测频率选择与管材特征关系[J]. 王悦民,沈立华,申传俊,孙丰瑞. 机械工程学报. 2009(08)
[8]直管损伤识别的一种简化方法[J]. 黄勇,廖振鹏,刘启方,谢志南. 地震工程与工程振动. 2008(06)
[9]基于模态分析和神经网络的裂缝损伤识别[J]. 赵卓,王晓阳,梁军. 世界地震工程. 2006(02)
[10]管道超声纵向导波裂纹检测数值模拟[J]. 程载斌,王志华,张立军,马宏伟. 应用力学学报. 2004(04)
硕士论文
[1]基于纵向导波的管道损伤特征识别研究[D]. 陈颖璞.大连理工大学 2015
本文编号：3190635
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