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《南京航空航天大学》 2010年
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超声导波技术及其在输电线结构健康监测中的应用研究

刘世涛  
【摘要】:高压和超高压架空输电线以钢芯铝绞线为主,在芯部的镀锌钢绞线的周围捻合铝绞线。电流主要分布在铝线上,抗拉力主要由钢绞线承担。覆冰跟断股是输电线两种最主要的损伤形式。若铝绞线断股,导致局部电阻增大,使导线局部温度升高,也加快了损伤部位的老化。而钢芯断股则削弱了导线的抗拉强度,会导致导线断裂。结构健康监测技术(SHM)是当前工程界与学术界研究的热点问题,它是一种在线、实时有效的获取结构状态信息的方法。本文初步研究了利用压电陶瓷,在输电线表面产生超声波信号,对超声波在输电线中传播特性以及结构健康监测进行研究。 首先介绍了超声波的基本理论,以及超声波在杆结构中的传播特性,并对螺旋结构中的超声导波的传播特性进行了分析,得到了超声波在螺旋杆结构中传播的频散曲线。 其次,分析了压电元件的特性,并给出了描述压电效应的压电方程。本文根据输电线的特殊结构,设计了一种夹持式压电传感器,利用设计的传感器,实验研究了超声波在输电线中的传播特性。利用小波变换计算信号峰值到达时间的方法,得到了超声波在输电线中传播的群速度频散曲线,并且通过对实验结果的数据拟合得到了超声波在输电线结构中的衰减规律曲线。 最后,研究了基于主动弹性波的输电线结构损伤定位与识别的研究。利用一维结构损伤定位的方法对输电线的不同结构损伤进行定位研究,并给出了本文所用激励波形产生的方法。研究了不同损伤类型的接收信号在时域与频域的特征信息的区别,通过对比功率谱密度峰值的方法,实现了对不同损伤类型的识别.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM755

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【引证文献】
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【参考文献】
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2 冷冰;管道防腐层破损对超声导波传播特性影响的研究[D];沈阳工业大学;2014年
3 岳欢欢;基于超声导波的结垢检测及去除技术研究[D];天津科技大学;2017年
4 戢欧阳;基于超声导波的锚固区钢绞线损伤识别方法研究[D];武汉理工大学;2016年
5 林晓辉;基于超声导波的内衬防腐蚀管道分层缺陷检测技术研究[D];华南理工大学;2018年
6 杨洋;工业管道电磁超声导波换能器设计及实验研究[D];东北石油大学;2018年
7 吴宇奇;基于超声导波的CFRP-GFRP双层杆损伤识别研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
8 李丽滨;电磁超声导波检测系统的设计[D];河北工业大学;2016年
9 刘泽;基于超声导波技术的复合管道损伤研究[D];贵州大学;2018年
10 张玉龙;基于集中式传感器阵列的超声导波结构健康状态监测的研究[D];江苏科技大学;2018年
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