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模态分析在管道损伤识别中的应用研究
| 论文题名： | 模态分析在管道损伤识别中的应用研究 |
| 关键词： | 模态分析;管道损伤;损伤识别;有限元分析;管道检测 |
| 摘要： | 结构、零部件或设备在加工和使用过程中，由于内外部各种因素的影响和条件变化，不可避免地会产生损伤。结构的损伤类型主要有材料质量、焊接质量、外部影响、腐蚀等。损伤的出现埋下了安全隐患，易造成重大事故，危害人民群众生命安全并导致财产的损失。因此，对结构进行损伤识别和早期预报或对重要结构进行实时监测具有重要意义。 模态分析技术发展至今已趋成熟，它是建立在实验基础上的，采用实验与理论相结合的方法来处理工程中的振动问题。应用模态分析方法人们有可能把复杂的实际结构简化成模态模型，来进行系统的响应计算，从而大大地简化了运算。目前已成为解决工程中振动问题的重要手段，在许多工程领域被广泛应用。结构损伤一般表现为结构局部刚度的损失，从而导致结构动力特性发生改变。通过模态分析得到结构在易受影响的频率范围内各阶模态参数，以对结构进行动力学设计和损伤识别。利用模态分析方法能够快速地对结构进行检测，也成为管道检测的一种新的研究方向。 由于测试对象和测试方法的不同，并不是所有的模态参数都能在任何情况下有效地识别损伤。因此，针对不同的测试情况，需要选择合适的指标。在广泛了解和分析了当前无损检测的多种方法的基础上，本文采用模态分析的方法，选用合适的指标对管道进行了损伤识别。本文将单元模态应变能变化率指标和曲率模态变化指标引入到管道损伤识别中，推导了相关的公式，对不同类型的损伤状况进行了有限元分析。结果显示，选用的指标无论对单一损伤还是多重损伤，都能准确地识别其位置，还还可以在一定程度上反映损伤的程度。依据模态分析系统进行了实验，并对比有限元分析的结果，验证了该指标的有效性。另外，本文还研究了工作振型方法的机理和参数识别的方法，并对工作振型方法在识别管道网络结构中的损伤识别进行了有益的探索和展望。 |
| 作者： | 王辉 |
| 专业： | 计算力学 |
| 导师： | 郭杏林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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