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承诺书
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南京航空航天大学硕士学位论文
南京航空航天大学硕士学位论文
基于时差法的结构裂纹扩展定位研究
基于时差法的结构裂纹扩展定位研究
摘要
在结构的长期使用或者服役中,由于承受各种载荷,以及环境侵蚀、材料老化、自身疲劳 等缘故,结构容易产生微小的裂纹。当裂纹慢慢累积、扩展,超过一定容限时,就容易产生失 效或者破坏,造成巨大的生命财产损失。因此实时的检测裂纹的产生和扩展,以便及时采取措 施预防或者修复,这具有很重大的工程实际意义。
本文详细的介绍了结构损伤识别及裂纹定位的发展概况、现有的识别定位技术和常用的判 断指标。对于本文考虑的问题,详细介绍了声发射原理、分形原理以及粒子群优化算法。依据 时间差定位方法(TDOA)的原理,运用计算裂纹扩展信号的盒维数,应用改进的能量差法自 动拾取断裂信号的初至时间。根据裂纹定位原理,将裂纹定位转换成函数优化问题,并采用粒 子群优化算法(PSO)来搜寻最优解,并得到定位结果。
为了验证方法的可行性及适用性,分别进行了裂纹扩展模拟验证实验以及混凝土水压裂实 验。前者实验采用了均质的有机玻璃,用铅笔芯断裂信号来模拟裂纹扩展信号,通过在三个已 知坐标点做若干次铅笔芯断裂实验,最终得到的定位结果显示,该方法有其可行性,且准确度 较好。后者实验通过往混凝土块中打压使其产生裂纹,通过采集的数据来定位裂纹的位置。通 过比对实验结果及现场产生裂纹的照片,验证了该方法在工程上有其适用性。
关键词:裂纹定位,声发射,时差定位法,分形维数,粒子群优化
本文主要工作内容在机械结构力学与控制国家重点实验室完成
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Abstract
In the long-term use or service of the structure, structure will produce microcracks due to various loading, environmental erosion, materials aging, fatigues. When the crack beyond a certain tolerance
limit due to the slowly accumulation and spread. It’s prone to failure or damage and cause huge
loss of life and property. Therefore, the real-time detection of crack initiation and propagation and taking measures to prevent or repair timely has a very important practical significance of engineering.
The thesis comprehensively introduces the development summary of structural damage identification, the current identification and cracks detection, the current identification technology, basic damage identification methods and common damage index. For the problem considered in this paper , details of the acoustic emission theory, fractal principle and particle swarm optimization. Based on the time difference location principle, apply the fractal box dimension method to calculate fractal dimension of the crack propagation signals. Use the improved energy diff
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