基于PZT的LAMB波法金屬結(jié)構(gòu)損傷識別研究.pdf

1、分類號密級UDC學(xué)校代碼10497學(xué)位論文題目基于PZT的LAMB波法金屬結(jié)構(gòu)損傷識別研究英文Researchonthemetalstructuraldamagedetectionbyusing題目LAMBwavebasedonthePZT研究生姓名彭甜姓名劉志平職稱教授學(xué)位博士單位名稱物流工程學(xué)院郵編430063申請學(xué)位級別碩士學(xué)科專業(yè)名稱物流技術(shù)與裝備論文提交日期2015.04論文答辯日期2015.05學(xué)位授予單位武漢理工大學(xué)學(xué)位授

2、予日期答辯委員會主席評閱人2015年5月指導(dǎo)教師武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要金屬結(jié)構(gòu)件的廣泛使用，以及承載工況的復(fù)雜化，如交變負(fù)載、環(huán)境腐蝕等都會使結(jié)構(gòu)件不可避免地產(chǎn)生微小裂紋，而裂紋一經(jīng)擴展便會降低其正常工作能力，甚至構(gòu)成安全隱患。及時、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)件中的初始微小裂紋以降低安全事故發(fā)生率及經(jīng)濟(jì)損失成為了無損檢測領(lǐng)域的重要研究課題。本文利用功能型壓電陶瓷（PZT），結(jié)合LAMB波對基體組織分布的敏感性，提出了利用波包能量譜值變化率進(jìn)

3、行缺損識別，并通過有限元仿真計算與實驗相結(jié)合進(jìn)行了論證。本文主要研究內(nèi)容：（1）對LAMB波模態(tài)參數(shù)展開深入研究，結(jié)合LAMB波頻散方程，仿真出鋼板中的LAMB波相群曲線。并對加窗函數(shù)、周期數(shù)、激勵頻率分別進(jìn)行對比分析，得出合適模態(tài)LAMB波的最優(yōu)激勵參數(shù)。（2）對利用LAMB波傳播特性進(jìn)行損傷識別與定位的不同方法分別進(jìn)行了論述，并對各自的應(yīng)用局限性進(jìn)行總結(jié)，提出了波包能量譜值變化率的損傷識別依據(jù)。（3）建立各損傷狀態(tài)下的鋼板有限元模型

4、，分別進(jìn)行仿真計算。對比分析得出缺損狀態(tài)對采集響應(yīng)的影響。結(jié)合波包分解理論，將采集響應(yīng)逐層分解，得到敏感頻帶的能量譜值衰減曲線，通過等距測點布置，擬合各采集點響應(yīng)能量譜值衰減曲線。而缺損的存在，在整體上會導(dǎo)致響應(yīng)信號某頻段內(nèi)信號增強，另一頻段內(nèi)信號減弱，在分解層敏感頻段區(qū)域則大大減弱響應(yīng)強度，因此通過查找能量譜值衰減曲線節(jié)點異常值可實現(xiàn)缺損定位。（4）設(shè)計整體實驗平臺，通過動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，實時采集測點響應(yīng)數(shù)據(jù)，采集的電壓信號，由逆壓電效