国家自然科学基金(60831160523)
- 作品数：9 被引量：68H指数：5
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- 钢花管中低频纵向超声导波传播特性的试验研究被引量：4
- 2012年
- 钢花管是管棚支护结构中的核心承力构件。将超声导波技术应用于钢花管的无损检测显得十分重要。首先优化选取了适用于钢花管检测的压电陶瓷片尺寸以及激励频率为30kHz的L(0,2)模态。为研究钢花管管体上的孔对低频纵向超声导波检测能力的影响,试验研究了钢花管孔数与检测信号特征之间的变化关系。结果表明:钢花管孔数的增加对频率为30kHz的L(0,2)模态回波信号幅值几乎没有影响,表明低频纵向超声导波具有对长距离钢花管无损检测的潜力;而频率为30kHz的L(0,2)模态的群速度随钢花管管体中孔的增加呈线性下降的趋势。该研究结果为基于低频超声导波技术的钢花管无损检测奠定了一定的基础。
- 吴斌颉小东李昱昊刘增华何存富谢伟达
- 关键词：超声导波钢花管群速度
- 钢花管中低频纵向导波模态传播特性的数值仿真被引量：6
- 2012年
- 钢花管是管棚超前支护中的核心承力构件.采用有限元仿真分析了低频纵向导波模态在钢花管中的传播特性和检测能力.建立带注浆小孔的钢花管中低频纵向导波模态传播的有限元模型.选取频率30kHz的L(0,2)模态用于钢花管检测.当注浆小孔直径为10mm时,孔数的变化对频率30kHz的L(0,2)模态第一次和第二次端面回波信号幅值影响较小.但随着孔数增加,该模态的群速度呈线性下降,每增加1个孔,该模态的群速度下降0.76m/s.研究孔数不变时孔径对频率30kHz的L(0,2)模态传播能力和传播速度的影响,结果显示孔径变化对该模态的能量传播影响较小.孔数和孔径对端面回波幅值影响较小,表明低频纵向超声导波具有对钢花管进行长距离检测的潜力.然而,随着孔径的增加,该模态的群速度也逐渐下降,但下降幅度不一致.研究结果为将低频纵向模态应用于钢花管结构的无损检测奠定了一定的基础.
- 吴斌颉小东谢伟达李昱昊刘增华何存富
- 关键词：钢花管孔径数值仿真
- 基于压电陶瓷片的Lamb波单模态激励及缺陷检测的实验研究被引量：13
- 2011年
- 为了激励Lamb波单一模态的S0和A0,采用2个相同的直径14 mm、厚0.8 mm的压电陶瓷片对称粘贴在2 mm厚的有机玻璃板上作激励传感器,在另一位置布置同一尺寸的压电陶瓷片作接收传感器.采用一发一收法,在低于100 kHz的频段内,激励传感器在板中分别单片、2片对称和反对称并联激励Lamb波,分析接收信号中模态成分的变化.并在此基础上,采用3种不同的激励Lamb波的方式对板中模拟缺陷进行了检测.实验结果表明,在一定频段内,对称并联激励压电陶瓷片可以有效抑制A0模态,得到较为单一的S0模态,而反对称并联激励压电陶瓷片能有效抑制S0模态,得到较为单一的A0模态;激励的Lamb波信号中模态越单一,缺陷回波越易识别.
- 刘增华王娜何存富于波吴斌
- 关键词：LAMB波薄板
- 基于神经网络技术的管道机电阻抗健康状况定量评估研究被引量：4
- 2013年
- 将机电阻抗法用于管道法兰和主干结构健康监测,并利用BP神经网络对结构损伤进行定量评估。首先实验研究了管道法兰与主干结构健康状况对阻抗谱的影响,不同的结构损伤可通过阻抗分析仪测量的阻抗实部谱变化反映出来;然后利用BP神经网络技术对管道不同工况下得到的阻抗实部谱进行定量分析。采用阻抗值实部作为输入样本对神经网络进行训练,并使用受训的神经网络实现了对管道中不同结构损伤状况的定量评估。研究结果表明,将机电阻抗法与神经网络数据处理技术结合起来用于复杂管道的结构健康监测,不仅可实现对不同类型损伤的定量评估,同时还具有较高的稳定性。
- 何存富杨申刘增华焦敬品宋国荣吴斌
- 关键词：神经网络法兰结构健康监测
- 基于非参数Snakes的时频重排方法在钢绞线导波模态识别中的应用被引量：4
- 2011年
- 为了使信号在时频域内提高聚集性和减少相干项,重排方法在处理非平稳信号中得到广泛应用。然而在传统重排处理后仍存在一些相干项和低信噪比的问题。采用一种基于非参数Snakes的时频重排方法,用于对钢绞线中超声导波信号中的模态识别。结果表明,相对于短时傅里叶变换和传统重排方法,基于非参数Snakes的时频重排方法得到的谱图具有更高的聚集性,且有效提高了信噪比。并且与外围钢丝的群速度频散曲线对比显示,利用该方法得到时频谱图能更准确地反映出主要超声导波模态的信息和各模态群速度变化趋势。因此,利用基于非参数Snakes的时频重排方法,可以为提高不同波导结构中超声导波模态的识别能力奠定重要基础。
- 刘增华余锋祥宋国荣何存富吴斌
- 关键词：时频分析重排钢绞线超声导波
- 用于结构健康监测的无线智能机电阻抗传感器被引量：6
- 2013年
- 机电阻抗技术是一种新兴的非参数结构健康检测方法,对结构局部微缺陷比较敏感。为了实现基于机电阻抗技术的结构健康监测,研制开发一种便于安装于现场的无线智能机电阻抗传感器。通过在结构的被监测区域粘贴压电片实现结构机械阻抗与压电片电阻抗的耦合,采用数字阻抗转换器AD5933和嵌入式硬件系统对耦合的机电阻抗进行测量,以无线通信的方式将测量的阻抗值发送到远端的主控监测室,主控监测室的监控软件通过损伤评价算法,完成结构健康状况的评估。研制的无线智能机电阻抗传感器用于管道法兰处螺栓松动监测。试验结果显示:该传感器能有效地监测螺栓松动数量的变化,试验结果与常规精密阻抗分析仪测试得到的结果具有较好的一致性。
- 刘增华于洪涛蔡小明杨申何存富吴斌
- 关键词：结构健康监测无线智能传感器
- 无线机电阻抗结构健康监测系统软件开发被引量：1
- 2012年
- 机电阻抗技术是一种新兴的非参数结构健康监测方法,对结构局部微缺陷比较敏感;为了实现基于机电阻抗技术的结构健康监测,采用Visual C++和Matlab混合编程的方式设计和开发了系统监测软件;该软件用于控制现场的无线智能机电阻抗传感器进行数据采集,同时对测量数据进行处理,根据损伤评估算法评定结构健康状况;软件采用Visual C++编写系统人机交互界面和通信接口程序,采用Matlab编写数据处理和损伤评估算法,同时图形化输出运算结果;将两者的优势有机结合,从而缩短了软件的开发周期。
- 刘增华于洪涛蔡小明何存富吴斌
- 关键词：结构健康监测VISUALC++MATLAB软件开发
- 基于主动Lamb波法的薄板检测的实验研究
- <正>为了实现对薄板结构的损伤定位和评估,在长1000mm、宽800mm、厚1mm的铝板上分别黏贴2片直径10mm、厚0.4mm的压电陶瓷片用于Lamb波模态的激励和接收,两压电片相距300mm。激励频率分别为200kH...
- 刘增华王娜何存富于波吴斌
- 关键词：LAMB波模态薄板
- 文献传递
- 厚壁管道周向导波检测技术实验研究被引量：16
- 2011年
- 厚壁管道是火电机组四大管道系统的核心部件,将超声导波技术应用于厚壁管道的无损检测显得十分重要。首先确定厚壁管道检测的激励方式,优化选取适合厚壁管道检测的0.5MHz探头和楔形块角度为60°的斜探头组合。通过改变斜探头与外壁轴向缺陷之间周向距离,在一定范围内仍可检测到缺陷回波,且接收到的周向回波幅值变化不大,表明周向导波具有对厚壁管道进行无损检测的潜力。将斜探头激励位置轴向平移20mm,使斜探头周向激励恰好不能覆盖轴向缺陷,则缺陷不能检测,得出周向导波在厚壁管道周向传播时具有指向性。该研究结果为研究厚壁管道中周向导波传播特性研究,以及利用周向导波技术对厚壁管道进行无损检测奠定了一定的基础。
- 吴斌颉小东刘增华何存富
- 关键词：周向导波厚壁管道指向性无损检测
- 基于机电阻抗技术的管道法兰结构健康监测实验研究被引量：18
- 2010年
- 基于机电阻抗技术,采用一种新型压电陶瓷纤维复合材料MFC(Macro-fiber composite),对管道连接处法兰的螺栓工况进行监测实验研究。首先,研究了螺栓扭矩大小对管道法兰结构的阻抗的影响程度。在对螺栓开始施加扭矩时阻抗值变化明显,当扭矩增大到一定程度后,阻抗变化减缓。同时进一步研究了松动螺栓数量与管道法兰结构的阻抗变化之间的关系。结果显示,结构的损伤值随松动螺栓个数的增加呈线性增长。采用均方根偏差统计算法,对在不同工况条件下管道法兰结构处测得的阻抗值进行了有效的分析和处理。结果表明,采用MFC作为压电敏感元件的机电阻抗法,用于管道法兰结构健康监测具有较好的稳定性和应用潜力。
- 吴斌佟啸腾刘增华何存富
- 关键词：法兰螺栓结构健康监测MFC
