板狀結構損傷超聲導波監(jiān)測及診斷技術.pdf

1、專業(yè)碩士學位論文板狀結構損傷超聲導波監(jiān)測及診斷技術UltrasonicGuidedWaveMonitoringandDiagnosticTechniquesOnPlatelikeStructuralDamage學號：31106009指導完成日期：星Q!蘭生Q墨旦大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學專業(yè)學位碩士學位論文摘要結構健康監(jiān)測在航空航天、土木和機械等領域具有廣泛應用。對于主動監(jiān)測，超聲導

2、波中的Lamb波由于傳播衰減小、檢測范圍廣、對小損傷敏感，且在無損檢測領域應用時間長、技術較為成熟，可以被很好的應用到板狀結構健康監(jiān)測中。本文在板狀結構超聲導波傳播理論基礎上，進行了板狀結構損傷超聲導波數(shù)值模擬，得到了其傳播規(guī)律。在此基礎上，研究了損傷位置定位方法，并對超聲導波傳感元件溫度效應進行了理論與實驗分析。其主要研究內容如下：在板狀結構超聲導波傳播理論基礎上，分析了不同導波模態(tài)對其損傷測試的影響；基于板狀結構超聲導波頻散曲線，優(yōu)

3、選了其激發(fā)頻率；討論了壓電陶瓷片與板之問耦合層的界面剪切機制、Lamb波在板中傳播的頻散及空間位移表達；利用ABAQUS有限元軟件建立了板狀結構損傷超聲導波傳播二維及其三維有限元模型，對不同模型導波傳播規(guī)律進行了詳細分析與討論，并驗證了該模型的有效性。損傷定位識別是結構健康監(jiān)測的主要目的之一。Lamb波遇到損傷所發(fā)生的損傷散射信號包含了損傷位置、程度和類型等信息，通過對損傷散射信號的分析處理，可以實現(xiàn)對損傷的定位和識別。本文基于時差定位

4、算法，通過提取缺陷回波的峰值到達時間，利用四點圓弧定位方法計算激勵、傳感與損傷之間的幾何關系，在精確計算差信號時間延遲的基礎上對板中損傷進行了定位識別。理論研究表明，壓電陶瓷元件具有溫度效應，這種效應使得傳感信號在一定程度上受到溫度的影響。本文介紹了壓電傳感器等效電容與溫度的關系，分析出溫度通過影響壓電傳感器的等效電容從而影響壓電傳感器的輸出電壓，通過實驗驗證了溫度對傳感信號的幅值的影響，得出了二者的變化關系曲線，并作了相應解釋。以上研