疲劳裂纹扩展的健康监测技术研究

发布时间：2020-11-11 23:43

　　 结构健康监测技术是一门涉及多个学科的前沿研究领域,它同传统的无损检测技术相比具有能够实时、在线监测的优点。结构中许多局部损伤的初始状态都是以微裂纹形式表现出来的,监测出这些裂纹的产生及其扩展情况对于提高结构安全至关重要。裂纹监测已成为结构健康监测领域中研究的热点和难点。 本文采用主动Lamb波技术对疲劳裂纹的产生和扩展进行了研究。研究内容主要分为以下几个方面: 1.研究了疲劳裂纹的扩展过程;针对真实疲劳裂纹损伤特点,将结构健康监测技术在裂纹扩展监测方面的应用进行了理论研究。探讨了Lamb波的基本理论,得出Lamb波在结构中的传播特性。 2.对压电元件的相关理论进行了介绍;详细研究了Lamb波激励方式,其中重点对循环激励与单次激励方式、双面激励与单面激励方式做了对比研究。 3.建立了一套疲劳裂纹扩展的健康监测实验系统。硬件包括实验试件设计、疲劳加载设备的选择以及波形发生与数据采集系统的搭建。软件包括波形发生与数据采集系统的人机交换界面和后期监测信号处理程序的开发。 4.运用主动Lamb波监测技术对单边和孔边两种形式的疲劳裂纹扩展情况进行了实验监测研究。提出将传感信号中S0模式的前半个波包能量作为疲劳裂纹损伤特征量,通过对比裂纹扩展过程中的损伤特征量与健康状态下的损伤特征量,得到每个裂纹扩展阶段损伤特征量的差值,通过实验分析得到该差值与裂纹长度之间的对应关系,从而揭示出Lamb波损伤特征量随裂纹扩展的变化规律。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TH165.3
【部分图文】：

图 3.12 边界处理情况下循环激励与单次激励的传感信号面激励与双面激励的一些学者在 Lamb 波的理论建模中发现把两个压电片分别置的上下表面，向它们同时提供两个幅值相同方向相反的激 A0模式的产生而抑制其它模式的 Lamb 波[39]，如图 3.13 所示方式也进行了实验研究。0 50 100 150 200 250-2-1012时 间 （ us）值幅（V）边 界 处 理 的 循 环 激 励边 界 处 理 的 单 次 激 励88.2 88.31.271.281.29激 励 传感器PZT 压电片

图 3.12 边界处理情况下循环激励与单次激励的传感信号面激励与双面激励的一些学者在 Lamb 波的理论建模中发现把两个压电片分别置的上下表面，向它们同时提供两个幅值相同方向相反的激 A0模式的产生而抑制其它模式的 Lamb 波[39]，如图 3.13 所示方式也进行了实验研究。0 50 100 150 200 250-2-1012时 间 （ us）值幅（V）边 界 处 理 的 循 环 激 励边 界 处 理 的 单 次 激 励88.2 88.31.271.281.29激 励 传感器PZT 压电片

00KHz~430KHz 的 Lamb 波，K×40＝17.2M 个点，即其 D还原原始数据，相应的数据放大器的适用频率范围应该包的输入输出参数，信号精度200-PCI6.1 任意波形发生卡、CI-6115高速多功能数据采集采集三大功能，如图 4.4。它LAI200-PCI6.1 任意插卡式程控增益电数据采集系统
【引证文献】

相关硕士学位论文 前5条

1 叶婷;飞机起落架300M钢材料典型结构的健康监测研究[D];南京航空航天大学;2012年

2 孙玮;基于FPGA的飞机起落架典型结构健康监测系统研究[D];南京航空航天大学;2012年

3 周怡妃;基于光纤Bragg光栅的湿度及主动监测系统的研究[D];南京航空航天大学;2012年

4 李静;基于反射场投影的主动Lamb波损伤监测与评估[D];南京邮电大学;2013年

5 孟丽娟;Z2CND18.12N钢疲劳裂纹损伤监测技术研究[D];大连理工大学;2013年

本文编号：2879919