主被动波动损伤检测方法研究

发布时间：2022-07-01 09:31

　　疲劳裂纹以及裂纹扩展形成的裂缝是结构失效中的主要破坏形式,结构受到本身结构缺陷、疲劳效应、材料老化、外部环境荷载等作用,由于疲劳强度的不断降低不可避免地会产生疲劳裂纹,为避免危害性事故的发生,须及时进行损伤检测并采取必要的补救措施。对结构体的损伤识别、损伤程度评估、损伤定位与结构剩余寿命预测等一系列结构健康监测技术的应用,对于结构体的安全维护存在重要的理论研究价值与工程应用前景。目前混凝土结构中的裂缝与金属中裂纹的识别主要使用基于超声的损伤检测方法,通过超声导波在结构中传播表现出的线性以及非线性特征以识别结构中的裂纹以及裂缝损伤。然而由于导波传播的衰减以及闭合裂纹检测时的透声特性,传统的无损检测方法难以检测出混凝土中较深的裂缝与金属中闭合状态的疲劳裂纹。本文结合表面波与时间反转理论对混凝土结构中的表面裂缝进行主动方式损伤识别研究,以及基于环境噪声激励下格林函数重构的方法对金属板中的疲劳裂纹进行被动方式的损伤检测研究。本文工作主要分为两部分:1.提出一种应用表面波传播理论通过时间反转过程进行混凝土结构表面裂缝识别的主动损伤检测方法,采用有限元数值仿真方法对表面波压电激励与接收的时间反转过... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 主被动损伤检测方法研究现状
    1.3 研究目的及意义
    1.4 本文主要工作
第二章 表面波时间反转方法与漫射波动场格林函数重构方法
    2.1 弹性波
        2.1.1 弹性波简介
        2.1.2 弹性波传播理论
        2.1.3 表面波
        2.1.4 Lamb波
    2.2 表面波时间反转方法
    2.3 漫射波场格林函数重构方法
        2.3.1 格林函数
        2.3.2 漫射波动场下格林函数重构
    2.4 本章小结
第三章 混凝土梁裂缝识别的表面波时间反转数值研究
    3.1 有限元数值模型
    3.2 黏性阻尼边界
    3.3 表面波传播与时间反转
        3.3.1 表面波混凝土结构传播
        3.3.2 表面波时间反转
    3.4 混凝土表面裂缝损伤识别
    3.5 本章小结
第四章 环境激励下格林函数重构疲劳裂纹识别研究
    4.1 基于格林函数重构的疲劳裂纹检测方法
        4.1.1 被动损伤检测方法原理
        4.1.2 疲劳裂纹的非线性效应
        4.1.3 金属板疲劳裂纹被动检测方法
    4.2 复杂波场下格林函数的重构
    4.3 环境激励下板状金属疲劳裂纹识别
        4.3.1 实验设置
        4.3.2 格林函数构建稳定性研究
        4.3.3 疲劳裂纹损伤识别
    4.4 损伤定位成像
    4.5 本章小结
第五章 环境激励因素对疲劳裂纹检测影响研究
    5.1 噪声激励幅值对疲劳裂纹检测影响
    5.2 噪声激励频率对疲劳裂纹检测影响
    5.3 噪声源分布对疲劳裂纹检测影响
    5.4 本章小结
全文总结
参考文献
致谢



本文编号：3653990