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基于超声导波的空心圆管损伤检测研究
| 论文题名： | 基于超声导波的空心圆管损伤检测研究 |
| 关键词： | 管道检测;结构损伤;超声波检测系统;功能模块 |
| 摘要： | 管道结构广泛应用在航天、建筑、船舶等工业领域。每个应用在工程实际中的管道，都有生命周期。随着使用年限增加，管道结构会出现健康问题，如穿孔、腐蚀、裂纹等。如果这些问题不能在早期发现，随时间推移很容易造成管道的断裂，带来严重的安全事故和经济损失。因此，如何实现管道检测或监测已经成为社会关注的焦点。基于超声导波的结构健康检测技术凭借其快速、高效、安全的特点，已经成为一种比较常见的方法。本文以常见的空心铝管结构为研究对象，研究内容如下： 本文利用超声导波技术完成对空心铝管的单损伤和多损伤的诊断成像。首先分析导波在空心管结构中的传播机理，以及用于管结构检测的损伤诊断方法。根据实验管结构参数得到管结构导波频散曲线，从激励信号幅值、超声导波模态相似性、能量散耗等方面考虑，选择激励频段范围，选用L(0,2)模态和周向Lamb波第二模态1clamb双模态进行检测。分析管结构无损和有损状态下，导波信号波形特性，确定用于激励的中心频率。研究损伤间相对距离，以及损伤位置处于圆周不同位置对导波传播特性的影响。针对管结构导波信号复杂情况，选择基于概率的诊断方法，指出其成像的不足，对其进行优化，提出适合管结构损伤检测的概率损伤诊断方法。对管结构中出现单损伤和多损伤的情况分别实验，验证损伤识别方法的有效性。最后通过搭建的管结构检测系统进行实验验证，其中硬件部分包括激励模块、采集模块、损伤特征提取模块和电源模块，软件部分采用Labview和Matlab相结合，实现整机控制与损伤识别功能。 |
| 作者： | 丁蕾 |
| 专业： | 仪器仪表工程 |
| 导师： | 张爱军;邱雷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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