基于PZT的LAMB波法金屬結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究.pdf

1、分類(lèi)號(hào)密級(jí)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(shí)別研究英文Researchonthemetalstructuraldamagedetectionbyusing題目LAMBwavebasedonthePZT研究生姓名彭甜姓名劉志平職稱(chēng)教授學(xué)位博士單位名稱(chēng)物流工程學(xué)院郵編430063申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士學(xué)科專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)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(huì)主席評(píng)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(huì)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(kuò)展便會(huì)降低其正常工作能力，甚至構(gòu)成安全隱患。及時(shí)、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(wú)損檢測(cè)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(duì)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(shí)別，并通過(guò)有限元仿真計(jì)算與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行了論證。本文主要研究?jī)?nèi)容：（1）對(duì)LAMB波模態(tài)參數(shù)展開(kāi)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(duì)加窗函數(shù)、周期數(shù)、激勵(lì)頻率分別進(jìn)行對(duì)比分析，得出合適模態(tài)LAMB波的最優(yōu)激勵(lì)參數(shù)。（2）對(duì)利用LAMB波傳播特性進(jìn)行損傷識(shí)別與定位的不同方法分別進(jìn)行了論述，并對(duì)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(shí)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(jì)算。對(duì)比分析得出缺損狀態(tài)對(duì)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(guò)等距測(cè)點(diǎn)布置，擬合各采集點(diǎn)響應(yīng)能量譜值衰減曲線。而缺損的存在，在整體上會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)信號(hào)某頻段內(nèi)信號(hào)增強(qiáng)，另一頻段內(nèi)信號(hào)減弱，在分解層敏感頻段區(qū)域則大大減弱響應(yīng)強(qiáng)度，因此通過(guò)查找能量譜值衰減曲線節(jié)點(diǎn)異常值可實(shí)現(xiàn)缺損定位。（4）設(shè)計(jì)整體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，實(shí)時(shí)采集測(cè)點(diǎn)響應(yīng)數(shù)據(jù)，采集的電壓信號(hào)，由逆壓電效