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《江苏大学》 2005年 硕士论文
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结构材料中声发射传播特性的研究

龚仁荣  
【摘要】:针对传统声发射源定位精度易受传感器通道门槛设置值、传感器灵敏度差异、静态缺陷等因素影响的问题,通过研究声发射的传播特性提出了新的定位方法来解决这类问题。 通过简化弹性波在一维结构材料中的传播模式,建立了一维结构材料中声发射信号的传播模型,研究了声发射信号在一维结构材料中的传播特性,并讨论了静态缺陷对声发射信号传播的影响。针对同时存在静态、动态缺陷的一维结构材料,提出了一种新的声发射源一维定位方法即透射波法,并利用全波形声发射技术和Gabor小波时频分析进行了一维结构材料损伤定位研究,验证了所建模型的正确性。透射波法定位方法与传统的声发射源一维定位方法相比较,仅使用了一个传感器,避免了不同传感器灵敏度差异对声发射源时差定位的影响,对均质弹性杆中存在变截面的情况能进行定性分析。 通过推导建立Rayleigh-Lamb波动方程和讨论Lamb波在薄板中传播的频散特性,计算得到了Lamb波动方程的数值解,验证了低频时薄板中仅存在基本对称模态和基本反对称模态的波。利用Gabor小波时频分析得到单个传感器信号的不同模态峰值到达时间,并引入速度因子,讨论了两种声发射源平面定位新方法,即同一频率不同模态定位方法和同一模态不同频率定位方法,实验证明这两种方法都能实现声发射源的正确定位。这两种方法的优点为:可从根本上避免传感器间灵敏度差异对时差定位精度的影响;可以扩大监测范围、减少平面定位中传感器的数量;避免了三角形定位中伪定位的出现,适用于传统的声发射源平面定位中不易布置传感器阵列的结构健康无损监测。另外针对在役结构材料中同时存在静态和动态缺陷时难于进行缺陷平面定位的问题,利用全波形声发射


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