基于PZT的LAMB波法金属结构损伤识别研究

发布时间：2018-11-03 18:38

【摘要】：金属结构件的广泛使用,以及承载工况的复杂化,如交变负载、环境腐蚀等都会使结构件不可避免地产生微小裂纹,而裂纹一经扩展便会降低其正常工作能力,甚至构成安全隐患。及时、准确的发现结构件中的初始微小裂纹以降低安全事故发生率及经济损失成为了无损检测领域的重要研究课题。本文利用功能型压电陶瓷(PZT),结合LAMB波对基体组织分布的敏感性,提出了利用波包能量谱值变化率进行缺损识别,并通过有限元仿真计算与实验相结合进行了论证。本文主要研究内容:(1)对LAMB波模态参数展开深入研究,结合LAMB波频散方程,仿真出钢板中的LAMB波相群曲线。并对加窗函数、周期数、激励频率分别进行对比分析,得出合适模态LAMB波的最优激励参数。(2)对利用LAMB波传播特性进行损伤识别与定位的不同方法分别进行了论述,并对各自的应用局限性进行总结,提出了波包能量谱值变化率的损伤识别依据。(3)建立各损伤状态下的钢板有限元模型,分别进行仿真计算。对比分析得出缺损状态对采集响应的影响。结合波包分解理论,将采集响应逐层分解,得到敏感频带的能量谱值衰减曲线,通过等距测点布置,拟合各采集点响应能量谱值衰减曲线。而缺损的存在,在整体上会导致响应信号某频段内信号增强,另一频段内信号减弱,在分解层敏感频段区域则大大减弱响应强度,因此通过查找能量谱值衰减曲线节点异常值可实现缺损定位。(4)设计整体实验平台,通过动态数据采集仪,实时采集测点响应数据,采集的电压信号,由逆压电效应得出压电体的纵向振动加速度,通过波包分解结合衰减特征,实现损伤定位。论证了PZT激励产生LAMB波的优越性及利用LAMB波波包能量谱值变化率进行基体损伤识别的可行性。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG115.28;O346.5

【参考文献】

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本文编号：2308618