一、低频多模式超声兰姆波超薄层状横观各向同性复合材料定征方法:理论与实验（论文文献综述）
王媛媛[1]（2021）在《光纤光栅与超声复合无损检测系统研究》文中提出薄板结构在工业生产中的应用十分广泛,在生产和使用过程中,薄板结构内部存在的缺陷往往会降低结构的强度、刚度等性能,影响其使用寿命,同时也存在安全隐患。本文提出一种光纤光栅与超声复合无损检测方法,该方法采用光纤布拉格光栅（FBG）代替传统压电超声传感器检测超声信号,结合了传统超声无损检测分辨率高、检测效率高和光纤光栅传感不受电磁干扰、应用场合广泛的优点。信号发生器激励压电陶瓷在薄板结构中产生超声兰姆波,光纤传感与解调系统检测薄板中的兰姆波信号,达到缺陷识别的目的,对板状结构的无损检测具有重要的研究意义和应用价值。针对光纤光栅与超声复合无损检测方法的超声激励问题,研究了超声兰姆波的产生方式、超声兰姆波的波动方程和频散效应特性,并根据上述理论绘制了铝板中超声兰姆波的频散特性曲线,通过有限元方法仿真了铝板中不同时刻超声兰姆波的声压分布,得到了铝板中超声兰姆波的传播规律;研究了光纤传感基本理论和超声波作用下的光纤光栅传感特性,仿真分析了特定波长超声波作用下不同光栅长度的反射谱曲线,为后续FBG的参数选择和位置布置提供了理论依据。针对光纤光栅与超声复合无损检测方法中光纤传感与解调模块的设计需求,研究了目前常用的几种光纤解调方法的解调原理和各自的优缺点,设计了一种基于透射式匹配光栅法的光纤光栅解调系统;确定了解调系统主要器件的选择标准,选定了元器件,搭建了基于透射式匹配光栅法的解调系统;编写了数据采集与存储程序,并通过实验验证了该光纤光栅解调系统的解调精度。基于本文所提出的光纤光栅与超声复合无损检测方法,搭建了光纤光栅与超声复合无损检测系统实验平台,设计并加工了含有不同缺陷的铝板试样,并进行检测实验研究,实验结果表明该复合检测系统能够准确识别铝板中存在的缺陷,验证了光纤光栅与超声复合无损检测方法的可行性和检测系统的可靠性。
李德强[2]（2021）在《基于超声导波的复杂板结构损伤识别研究》文中指出板结构作为船舶与海洋大型工程装备中最基础、最重要的组成部分,其中包括一些复杂的结构形式,比如双曲板、加筋板等,这些复杂板结构一般是由平板通过焊接、铆接和弯板等工艺加工成型,因此其连接部位易产生损伤,威胁到工程装备的安全平稳运行,因此针对复杂板结构进行结构健康监测具有重要意义。本文采用基于超声导波的无损检测技术对复杂板结构进行损伤识别研究。首先对平板中存在的Lamb波和SH波两种导波模式的基本传播理论进行了推导,利用数值方法求解了各自的频散方程;然后针对两种导波模式的频散特征,选择了层析成像算法和离散椭圆算法进行研究,并针对不规则板结构,通过定义三维权重R’改进了RAPID算法,使其能够实现对不规则板结构的损伤定位成像。其次,结合有限元方法,对超声Lamb波在不同波导中的传播进行了数值模拟,通过在平板和曲板中传播形式的对比分析,验证了曲板中周向兰姆波模式与平板中Lamb波的相似性,并应用改进的RAPID算法对双曲板结构进行损伤定位成像;同时,利用施加不同方向位移载荷的方式成功在平板结构中激励出了超声SH波,得到了SH波的基频模态。最后,针对双曲铝板和加筋板分别设计了损伤识别实验:利用基于Lamb波的超声损伤检测技术对焊接双曲铝板的结构缺陷进行了损伤识别研究,采用PZT型压电换能器组成传感器网络,对单个损伤进行了三维定位成像,并且提出应用融合的损伤概率指数I’来表征损伤程度;利用超声SH波对加筋铝板连接处的损伤进行损伤识别,采用一种新型的厚度剪切式（d15）压电换能器组成传感器网络,利用离散椭圆算法对连接处存在的单损伤、多损伤以及损伤程度进行研究,验证了基于超声SH波的无损检测技术识别加筋板焊接结构处损伤的有效性。
刘红伟[3]（2021）在《多层介质界面粘接特性的超声导波检测》文中研究表明粘接结构因比强度高、比模量高、适应性强以及制作工艺简便、安全性高等优点,被广泛应用于航空航天、装甲车辆等重要军事领域,例如飞机机翼的蒙皮,固体火箭发动机壳体/绝热层,航空发动机隔热涂层等关键零部件。由于粘接结构在制作过程中受到工艺、温度、固化时间等因素的影响以及在使用过程中受到振动损伤、老化、蠕变等交变载荷和静载荷的影响,容易导致界面产生气孔、粘接不良、裂纹、分层损伤等缺陷,这些缺陷降低了粘接构件的可靠性和安全性,因此对粘接结构质量的检测是十分必须的。本文通过超声导波技术对粘接结构进行了研究,开展了以下工作:首先,基于超声导波在双层介质（有机玻璃/铝）中传播特性和界面弹簧模型理论,推导出不同粘接界面条件下的频散方程。通过对频散方程的数值计算求解,获得了刚性粘接、滑移粘接和完全脱粘三种不同粘接界面质量的频散曲线。并通过改变介质厚度,分析了频散曲线的变化。从刚性粘接界面到滑移粘接界面,频散曲线的对称模态和反对称模态并未发生模式转换,但法向和切向刚度系数对导波的传播速度有着很大影响。在一定区间内各个模态的相速度有着较大的差距,刚性粘接的相速度大于滑移粘接的相速度。完全脱粘时,出现了两种频散曲线,分别是铝层和有机玻璃层的频散曲线。在双层介质中,当上下层介质声速相近时,介质厚度增加频散曲线只发生左移。当两上下层介质声速存在差异时,声速大的介质厚度增加,频散曲线发生左移和上移;声速小的介质厚度增加,频散曲线发生左移和下移。粘接结构的频散曲线往厚度增加的单层介质的频散曲线转化。其次,利用有限元仿真软件模拟了超声导波在双层结构中的传播过程。当中心频率为2MHz时,分析了导波在不同厚度陶瓷涂层的传播规律,结果表明:随着厚度的增大,导波传播时间增长。当涂层到达一定厚度时,出现了更高阶模态的波,但是高阶模态的波会影响基阶模态波的判断和分析,因此利用超声导波检测较厚的介质存在一定的局限性,同时也验证了第三章频散曲线的正确性。在双层粘接结构中,当中心频率为0.4MHz时,模拟了空气耦合条件下超声导波在完好界面、缺陷界面、完全脱粘三种不同粘接情况的传播过程,分析了导波在不同情况粘接界面下的传播规律。随着界面缺陷的增大,幅值也越来越大。当界面完全脱粘时,其仿真结果与单层板的仿真结果一致。最后,建立了空气耦合式超声导波双层粘接结构的实验平台,分别以环氧树脂、水和空气作为粘接介质,制作了刚性粘接界面、滑移粘接界面和完全脱粘界面三种不同的粘接结构。实验结果表明:当频厚积为0.4MHz·mm、0.6MHz·mm和0.8MHz·mm时,刚性粘接结构的相速度大于滑移粘接结构相速度,其中在0.6MHz·mm下,差距是最明显的。完全脱粘与单层有机玻璃板的结果一致。由实验获得的导波相速度与数值计算结果基本吻合。不同厚度粘接结构检测结果是相同的,刚性粘接条件下的导波幅值和声能量最小,完全脱粘条件下的导波幅值和声能量最大。
张玉洁[4]（2020）在《钢-混凝土结构弱粘接界面缺陷的超声导波检测方法研究》文中指出钢-混凝土结构具有结构坚固,可靠稳定,节省材料等优点,广泛应用在核废料储存罐、超高层建筑以及高铁桥梁等各类基础设施中。然而,在载荷和环境负荷作用下,钢-混凝土结构内部不可避免的产生各种损伤,以钢和混凝土粘接界面缺陷最为显着。粘接界面缺陷的出现,将导致钢-混凝土结构的整体性能劣化,危及结构服役安全。及早发现缺陷并进行结构养护与维修,可以避免重大灾难的产生,对确保基础结构安全具有重要意义。因此,针对钢-混凝土结构粘接界面缺陷的无损检测问题,本文提出一种基于超声导波的钢-混凝土结构的弱粘接界面缺陷快速检测方法,主要研究内容如下:（1）研究了钢-混凝土结构中超声导波的理论传播规律,分析了S0模式与粘接缺陷界面的相互作用规律。根据单层板状结构的理论传播模型,通过势函数法求得理论频散曲线;通过全局矩阵技术建立钢-混凝土结构多层理论传播模型,计算虚波数值。结果表明:不同粘接状态下波数的虚部有着明显的差别,S0模式的衰减规律可用以研究与分析钢-混凝土结构的粘接状态。（2）建立了钢-混凝土结构声传播的有限元模型,分析了不同超声导波模式对界面粘接缺陷的敏感程度。有限元结果显示:A0模式在不同粘接条件下变化不明显,而S0模式在不同粘接条件下变化明显。利用AS0/AA0表征了钢-混凝土结构粘接状态,随着钢层与混凝土层的粘接状态逐渐弱化,该幅值比不断增大,可定量表征钢-混凝土结构界面的弱粘接状态。（3）搭建了钢-混凝土结构弱粘接界面缺陷的超声导波实验系统,通过实验验证方法的可行性。实验结果表明:空耦方法可在钢-混凝土结构中激发和采集超声导波信号,并且随着粘接强度逐渐减弱,A0模式的强度基本无明显变化,而S0模式的强度逐渐增强。利用波形指数定征法可以较好地表征钢-混凝土结构的粘接状态。
李思琪[5]（2019）在《基于Lamb波的钢板-混凝土组合板界面损伤识别方法研究》文中研究表明钢板-混凝土组合板目前正在逐渐广泛地应用于各种建筑结构及大型桥梁结构中。由于种种原因,钢板-混凝土组合板界面间往往极易产生裂缝、脱空、空洞而影响界面粘结强度,以至于削弱钢板与混凝土板之间的组合作用,严重时会造成钢板与混凝土板大片剥离,失去组合作用,组合结构破坏,严重影响了人们的生命、财产安全。故对服役期间的钢板-混凝土组合板结构进行内部界面损伤评估,能够及早发现并掌握结构的早期损伤状态,以便及时进行维修及加固措施,确保结构在较低的维护成本下安全、可靠地运行,所以,对于钢板-混凝土组合板的无损检测具有重要的现实意义。然而,传统的无损检测方法（射线检测法,磁粉检测法等）价格昂贵、灵敏度低、对被测结构要求高,而基于压电陶瓷超声导波的主动检测技术由于主动传感、成本低、响应快、以及实现的简单性等优点,已成为钢板-混凝土组合桥面板等大型结构无损检测的新工具。本文利用前期的理论推导及试验验证相结合的形式,对钢板-混凝土组合板中界面剥离损伤进行了研究。旨在提出一种基于压电陶瓷（锆钛酸铅）超声导波的钢板-混凝土组合板界面损伤识别算法。首先,简要介绍了 Lamb波在介质中的传播机理。基于全面矩阵法给出了双层板和单层板中Lamb波的频散方程,并利用Matlab软件对板中Lamb波的频散方程进行了数值求解,绘制出钢板-混凝土组合板、钢板及混凝土板中Lamb波的群速度及相速度频散曲线。其次,基于Lamb波对钢板-混凝土组合板界面初始损伤进行了试验研究。利用压电陶瓷传感器建立了一个损伤识别系统,在不同中心频率下的健康状态检测单元以及同一中心频率下不同损伤状态的检测单元各进行一组试验,提出一种基于信号能量值的钢板-混凝土组合板界面损伤识别方法。然后,对钢板-混凝土组合板试件在静力加载下的破坏过程进行了试验研究。由于健康状态可以用作与损伤状态进行对比的基准,在不同的加载水平下,通过对比钢板-混凝土组合板试件指定传感信号能量值与健康状态下对应传感信号能量值的衰减,定义一个损伤指数,验证了基于Lamb波的钢板-混凝土组合板中界面损伤识别方法的可行性。最后,归纳总结出本文的主要结论,并展望未来需要进一步完成的工作。
赵晶晶[6]（2018）在《航天器典型结构中导波传播机理及损伤定位识别研究》文中提出近年来,基于导波的结构健康监测技术已成为工程界及学术界研究的重点之一。通过实时监测,结构健康监测技术能够提供可靠的损伤信息、预测损伤的产生和发展,并对工程结构的健康性进行实时评估。随着制造工艺的发展,为了减轻重量,提高结构性能,航天器中的典型结构更多地采用了轻质的复合材料及变厚度板结构。因此,针对蜂窝板和变厚度板结构中的导波的传播特性研究及基于导波的结构健康监测技术研究已经成为结构损伤检测的当务之急。本文首先综述了基于导波技术的结构健康监测研究的国内外研究现状以及针对导波技术的理论分析方法,总结了导波与不同形式的损伤的作用效果及压电晶片与结构的耦合作用原理,介绍了导波信号处理技术和结构损伤识别方法的研究成果及进展。在此基础上,以变厚度板结构和铝制蜂窝板结构作为研究对象,着重阐述了基于导波的的损伤识别技术在航天器典型结构中的应用,研究了导波在结构中的传播特性及上述两种结构中典型损伤的检测方法。以Rayleigh-Lamb频散方程为基础,本文系统阐述了薄板结构中兰姆波（Lamb wave）的基础理论和频散特性;采用数值仿真方法,建立了结构中导波传播的有限元模型,分析了有限元理论中算法的稳定性及相关参数的设定问题;以压电材料的特性为基础,建立了压电陶瓷晶片的有限元模型,并根据损伤类型的不同,提出了多种损伤的有限元模拟建模方式。随后对本文所涉及的实验系统及实验装置进行了介绍,并对实验中使用的激励参数的选择进行了详细分析,同时介绍了实验信号的一般处理方法。为减弱结构边界反射波对信号处理造成的特征信息提取的困难,本文引入了Caughey吸收层吸收边界的设置。比较了均匀阻尼系数的吸收边界及渐变递增阻尼系数吸收边界的吸收效果,提出了针对导波的吸收边界的合理设置方式。并进一步对吸收边界的层数、阻尼系数的变化率及吸收边界长度等因素进行了讨论,建立了有效、合理的参数选择原则,实现对各向同性材料的吸收边界的最优化设置,为实际结构中吸收边界的设置提供了参考依据。以铝合金梁结构为例,设置了优化设计的吸收边界模型,实现了对边界反射波的吸收,有效降低了信号处理的难度,成功识别出梁结构中的裂纹损伤。本文研究了基于结构权函数的概率损伤检测重建算法,尤其针对尺寸有限且不适宜设置吸收边界的变厚度板结构件,充分考虑了结构厚度变化对导波传播特性的影响。分别采用梯形截面板、斜面板作为变厚度板的代表,采用有限元研究方法,对比了基于线性椭圆权函数及结构权函数的概率损伤重建算法的损伤识别精度,证明了基于结构权函数的概率损伤重建算法更适用于变厚度板结构中的损伤识别定位。通过实验方法对斜面板中的通孔损伤进行了损伤检测及定位分析,验证了数值分析结果的正确性,证明了基于结构权函数的概率损伤识别算法应用于斜面板损伤定位的准确性和有效性。为完善蜂窝板中的导波传播机理研究,采用激光测振仪采集了铝板和铝制蜂窝板中的导波波场信息。对铝板中波场的时域信息进行提取和处理,绘制出导波在铝板中传播的特性曲线。随后,利用频散方程获得了导波在铝板中传播对应的群速度和相速度值。通过对比实验值与理论值,结果表明,两者一致性较高,证明了从实验信号中提取频散曲线的信号处理方式的可行性。在此基础上,将该处理方法拓展应用到蜂窝板中波场信号的处理,提取时域信息,从而揭示出蜂窝板结构中的导波传播特性。结果表明,在低频区域（55kHz220kHz）中,蜂窝板中的导波群速度、相速度频散特性与其蒙皮中导波传播特性接近。因此在此频率区域中,为简化处理,可以采用蒙皮代替蜂窝板进行研究。根据蜂窝板的结构特征,分析了蜂窝板中漏导波的产生机理,并讨论了脱胶损伤对漏兰姆现象产生的影响,并以此作为损伤特征,实现了蜂窝板中的脱胶损伤检测。由于蜂窝板结构的复杂性,导波在传播中形成了结构-导波相互作用现象,该现象可以作为特征属性,区分多孔质材料和均匀材料。本文重点研究了蜂窝板结构中结构-导波相互作用的特性及机理,建立了激励频率与蜂窝结构模态频率之间的关系。以结构-导波相互作用为特征,提出了蜂窝板中脱胶损伤的检测方法。在胶合完好的蜂窝板中,结构-导波相互作用显着,形成与内部蜂窝芯材相对应的规律性图样;在脱胶区域,不产生结构-导波相互作用,导波的传播与各向同性材料一致。通过对激励频率与结构-导波相互作用关系的分析,建立了最优化的损伤检测频率的选择原则:即检测激励频率略高于蜂窝结构六边形蒙皮的一阶模态频率。利用实验,重建了导波在蜂窝板中的传播过程,验证了结构-导波相互作用与激励频率的关系,并对蜂窝板中的脱胶损伤进行了识别,实验结果证明了以结构-导波相互作用作为损伤特征对蜂窝板中脱胶损伤检测的可行性和有效性。本文研究了变厚度板、蜂窝板等航天器典型结构中的导波传播机理,建立了其中典型损伤的识别检测方法,拓展了基于导波的结构健康检测技术的适用范围,拓展了损伤识别技术的应用范围,为该技术在工程中的实际应用提供了重要的理论依据及实验技术积累。
张林文[7]（2017）在《板结构材料中超声兰姆波信号传播特性的理论与实验研究》文中提出板类结构材料在各类工业产品中已广泛被使用,为保证其在运行周期内的正常使用,需对材料进行无损检测和安全评价。在无损检测领域的各项技术中,超声兰姆波因多模态频散特性,对结构内部和表面的微小损伤较为敏感,且传播距离远、衰减慢,适宜大面积快速损伤检测,已成为近年来的研究热点。本文针对各向同性金属板和多层复合板中超声兰姆波的频散特性和非线性特性,开展理论分析、有限元仿真与实验测试的研究。分析了板中兰姆波传播的基本理论,通过研究无限大固体中的波动控制方程,结合板的上下边界条件,得到板中兰姆波的频散控制方程。对于各向同性材料,可利用弹性矩阵的高度对称性,通过势函数分解法对控制方程进行解耦并求解。对于纤维增强型多层复合材料,可近似为横向各向同性,利用层间的刚性边界,得到连续性应力和位移条件,结合子波法和传递矩阵法,求解其频散控制方程。研究了各向同性板和纤维增强型复合板中的兰姆波频散曲线求解方法。各向同性板的频散方程是一个实数范围内的超越方程,可采用二分法进行数值求解得到其频散曲线。对于纤维增强型多层复合板中的兰姆波频散特性,通过引入固体物理中的周期结构和Bloch-Floquet定理,将超声波的频散控制方程转化为元胞结构的特征频率方程,提出利用有限元特征频率法,得到波矢与元胞振动特征频率之间的关系,进而求得兰姆波的频散曲线。通过仿真计算,验证了这些方法的有效性。研究了非线性兰姆波理论模型,给出了基于应变张量理论建立的兰姆波非线性匹配模式和激发条件。利用Comsol Multiphsics仿真工具,对板中兰姆波模式选择、非线性二次谐波的激发和传播特性进行了仿真研究。通过建立板结构的有限元模型,在板厚方向加载对称模式特定频率下的波结构,激发出板中传播的兰姆波二次谐波,并利用带通滤波和频谱分析,从时域和频域分析得到二次谐波的累积增长效应。以工业应用中典型的纤维增强型多层复合板材为研究对象,开展了超声兰姆波非线性特性的实验研究。利用高性能超声检测系统,通过分析频散曲线,合理设置实验条件和基波激发频率,激励板中传播的兰姆波对称模式及其非线性二次谐波。利用数字滤波、经验模态分解与重构以及短时傅里叶变换等信号处理方法,从接收的兰姆波信号中有效提取基波和二次谐波成分,获得用于表征材料中兰姆波传播特性的非线性系数。分析纤维排布不同方向上的非线性系数随传播距离的变化情况,得到在基频与二倍频相速度近似匹配的情况下,在沿纤维排布的0°和45°方向上,兰姆波非线性效应随传播距离的增大而累积增加,与理论分析结果相吻合。
战宇[8]（2016）在《金属材料力学性能的激光超声检测方法与技术研究》文中提出本文基于激光超声技术,实验测量了金属材料的弹性常数、残余应力以及表面裂纹,并建立了激光超声问题有限元分析的等效力学模型,在此基础上针对金属材料的激光超声无损检测进行了相应的有限元分析,主要内容如下:首先,自主研发了激光超声无损检测实验系统,该系统具有精度高、稳定性好、无破坏、完全非接触、适应各种恶劣环境等优点,为后续的激光超声实验测量材料的弹性常数、残余应力的深入研究奠定良好的基础。实验系统主要由激发系统、接收系统和预应力加载装置组成。激发系统由Nd:YAG激光器发出能量、频率可调的脉冲激光与样品相互作用来产生超声信息;接收系统由激光多普勒振动计、示波器和计算机组成,实现对超声振动信息的光学非接触检测;预应力加载装置可实现样品的约束和检测时的预应力同步加载。其次,提出了激光超声问题有限元分析的等效载荷法,并在此基础上模拟了激光超声测量材料弹性常数的物理过程。脉冲激光被等效成在时间和空间上均满足高斯分布的载荷,并通过引入修正系数建立了脉冲激光的物理参数与载荷的定量关系,该方法有效地避免了热-力耦合问题。采用激光超声方法实验测量了金属材料的弹性模量和泊松比,通过测量激光诱发的超声纵波和表面波的传播速度反演材料的弹性常数。提出了实验数据线性拟合的方法消除了实验中接收系统的时间延迟问题,通过拟合曲线的斜率可以求得超声波的传播速度,该方法不仅精度高而且可以求得实验系统的时间延迟量。最后,探讨了激光超声检测残余应力时检测角度与表面波速度的非线性关系,提出了沿着主应力方向检测为最佳检测路径的概念。从实验和有限元分析两方面研究了利用激光超声表面波检测残余应力和表面微裂纹问题。通过测量超声表面波在已知的加载应力场下的波速来得到材料的声弹性系数,在此基础上,采用激光超声无损检测的方法评估了焊接结构的残余应力,采用等效力学模型对焊接残余应力的检测进行了相应的有限元分析,所得的数值解与实验结果吻合良好。通过预设裂纹研究了激光超声表面波对于微裂纹的定位检测并探讨了裂纹的宽度和深度对反射波和透射波幅值的影响以及裂纹的低通滤波效应。本文的研究成果对金属材料力学性能的激光超声检测提供依据,也有助于激光超声无损检测技术进一步发展和应用。
赵振宇[9]（2016）在《船用复合材料板损伤的超声导波检测研究》文中进行了进一步梳理
孔铭[10]（2014）在《基于导波的方管结构健康监测技术及系统开发》文中研究指明土木建筑、大型机械设备、特种化工等领域的工程设备结构服役期长，价值高，在国民经济生产和人民生活中作用巨大。因此，这些工程结构健康与否具有很重要的现实意义，其对结构健康监测需求也是最为迫切。结构健康监测技术因实时、在线、大范围检测的优点，从诞生以来年一直备受工程界和学术界的关注。而基于超声导波的检测方法是目前健康监测技术主要的实现手段，相关的研究成果也很丰富。但是由于超声导波在传播过程中受边界的影响很大，导致目前导波技术研究和应用的对象主要局限在大平板和圆管等边界条件简单的结构。这一现状限制了健康监测技术在实际工程结构中推广，因此进一步研究导波在复杂结构，例如压力容器、桁架、方管等中的监测手段是进一步扩大结构健康技术应用的必由之路。方管结构作为一种重要的工程结构形式，在船舰、车辆、航天器材等领域应用广泛，其既有平板结构特征又有自身特殊性，研究导波健康监测技术在方管领域的应用不但可以保障设备健康，还具有显着的可行性。本文按照导波检测的工作步骤进行工作阐述。首先对导波的物理方程入手，推导导波在不同边界下的形态，并比对方管结构，提出导波在方管结构中的形态。其次，根据导波的频散特征方程，求解导波各模态的频散曲线，对照曲线选择检测需要的激励中心频率和导波模态。在导波频散特性求解过程中，重点分析准确的材料弹性常数对检测准确性、可靠性的意义。随后从频散特征方程出发，提出了基于导波测试信号的材料弹性常数反演方法，并成功地在铝板、线棒绝缘层和转向架结构中得到了验证。再次，本文完成了方管结构的有限元仿真建模，并详细介绍了仿真工作准备工作的标准流程：待检测结构的建模、驱动器和传感器的建模、网格划分和单元选取、载荷设置、求解器和步长的选择。在此基础上，进行导波在方管结构传播的仿真及分析。与平板和梁结构不同，导波在方管中因多边界的存在出现严重的波包重叠，外加导波在边界及损伤处出现的模式转换现象，导致检测信号成分复杂、研判难度大。本文从单一压电晶片激励的角度出发，得到不同频率下不同导波模态的能量变化情况，提出通过控制模态能量幅值从而实现信号成分简化的方法；随后从波包的理论群速度和实验群速度入手，对响应波的成分进行分析，研究Lamb波在方管结构中传播时的模式转换现象，以及Lamb波与不同位置损伤的作用情况。研究发现，边界发射产生的水平剪切波SH可以用于监测早期裂纹的出现；能量较高Lamb波基础阶反对称模态A0具有较高的分辨率，在损伤定位等后期处理方面有重要作用。此外，本文验证了基于波的相关性分析在实际检测中不足，并通过基于能量谱相关性分析的概率密度成像技术对构架的两种损伤形式进行成像。成像结果一方面可以估计损伤位置，另一方面可以对损伤的形状进行估计。成像精度受驱动器-传感器路径数目、边界和损伤形式的影响，沿焊缝方向的损伤成像精度较高，而更多的路径可以提高检测的敏感度和精度。
二、低频多模式超声兰姆波超薄层状横观各向同性复合材料定征方法:理论与实验（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、低频多模式超声兰姆波超薄层状横观各向同性复合材料定征方法:理论与实验（论文提纲范文）
（1）光纤光栅与超声复合无损检测系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声兰姆波无损检测技术发展及国内外研究现状 |
| 1.2.2 光纤光栅传感技术发展及国内外研究现状 |
| 1.2.3 光纤光栅解调技术发展及国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 光纤光栅与超声复合无损检测系统方案设计 |
| 2.1 系统总体方案设计 |
| 2.2 系统主要模块方案设计 |
| 2.2.1 超声信号激励模块方案设计 |
| 2.2.2 光纤光栅传感与解调模块方案设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 超声兰姆波的传播机制研究 |
| 3.1 超声兰姆波介绍 |
| 3.1.1 超声波的分类 |
| 3.1.2 超声兰姆波 |
| 3.2 超声兰姆波传播特性研究 |
| 3.2.1 超声兰姆波的波动方程 |
| 3.2.2 相速度和群速度 |
| 3.2.3 超声兰姆波的频散特性曲线数值求解 |
| 3.3 铝板中超声兰姆波传播有限元仿真 |
| 3.3.1 有限元法基本原理 |
| 3.3.2 基于ABAQUS的有限元分析 |
| 3.4 超声作用下的FBG传感理论研究 |
| 3.4.1 光纤基本特征 |
| 3.4.2 FBG传感理论 |
| 3.4.3 超声激励下的FBG反射特性研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 光纤光栅波长解调系统设计 |
| 4.1 FBG解调方法 |
| 4.1.1 光谱仪法 |
| 4.1.2 非平衡马赫-曾德尔(M-Z)干涉解调法 |
| 4.1.3 可调谐窄带光源解调法 |
| 4.1.4 可调谐法布里-珀罗(F-P)滤波器解调法 |
| 4.1.5 边缘滤波解调法 |
| 4.2 基于匹配光栅法的光纤光栅解调系统设计 |
| 4.2.1 匹配光栅解调法原理 |
| 4.2.2 解调系统整体结构 |
| 4.3 解调系统主要元器件选型 |
| 4.3.1 带宽光源 |
| 4.3.2 光环形器 |
| 4.3.3 光电探测器 |
| 4.3.4 数据采集卡 |
| 4.4 解调系统软件设计 |
| 4.5 解调系统实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 光纤光栅与超声复合无损检测系统实验研究 |
| 5.1 超声兰姆波的激励 |
| 5.1.1 超声兰姆波激励信号的选取 |
| 5.1.2 超声兰姆波激励信号的产生 |
| 5.2 系统缺陷检测实验研究 |
| 5.2.1 实验设计 |
| 5.2.2 孔状缺陷的检测 |
| 5.2.3 裂纹缺陷的检测 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（2）基于超声导波的复杂板结构损伤识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声导波-Lamb波的研究现状 |
| 1.2.2 超声导波-SH波的研究现状 |
| 1.2.3 基于超声导波的损伤识别算法研究现状 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 2 基于超声导波损伤识别的基本理论和方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 导波传播理论 |
| 2.2.1 自由平板中的Lamb波 |
| 2.2.2 自由平板中的SH波 |
| 2.2.3 频散曲线的求解 |
| 2.3 超声导波的激励和接收 |
| 2.3.1 压电效应及压电陶瓷 |
| 2.3.2 全向型压电换能器 |
| 2.4 损伤识别算法 |
| 2.4.1 RAPID成像算法及改进 |
| 2.4.2 离散椭圆算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于超声导波损伤识别的数值仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超声导波数值仿真方法及条件 |
| 3.3 基于超声Lamb波损伤识别的数值仿真研究 |
| 3.3.1 Lamb波在平板中的数值仿真 |
| 3.3.2 Lamb波在曲板中的数值仿真 |
| 3.3.3 三维RAPID算法数值仿真算例 |
| 3.4 基于超声SH波损伤识别的数值仿真研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于Lamb波的双曲铝板损伤识别实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验系统 |
| 4.3 实验结果及讨论 |
| 4.3.1 实验方案设计及验证 |
| 4.3.2 基于三维RAPID算法的损伤成像 |
| 4.3.3 损伤程度研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于SH波的加筋铝板损伤识别实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验平台及传感器验证 |
| 5.3 实验结果及讨论 |
| 5.3.1 单损伤研究 |
| 5.3.2 多损伤研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 主要工作和研究成果 |
| 6.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）多层介质界面粘接特性的超声导波检测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 超声导波检测法 |
| 1.2.1 导波法检测粘接结构原理 |
| 1.2.2 导波在国内外发展史 |
| 1.3 本论文的研究目的与研究内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 2 声波传播特性 |
| 2.1 声速 |
| 2.2 相速度和群速度 |
| 2.3 导波单层介质的传播 |
| 2.3.1 单层介质的频散方程的推导 |
| 2.3.2 单层介质频散方程的求解 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 超声导波在双层粘接结构中的传播特性 |
| 3.1 粘接结构模型 |
| 3.2 粘接界面的弹簧模型 |
| 3.3 数值求解结果 |
| 3.4 介质厚度对频散曲线的影响 |
| 3.4.1 有机玻璃层厚度对频散曲线的影响 |
| 3.4.2 铝层厚度对频散曲线的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 超声导波有限元仿真 |
| 4.1 有限元软件简介 |
| 4.2 单层板模型的建立以及求解过程 |
| 4.2.1 模型建立 |
| 4.2.2 数学方程 |
| 4.2.3 网格划分 |
| 4.2.4 计算结果及分析 |
| 4.2.5 接触式超声导波单层板有限元仿真 |
| 4.3 双层粘接结构超声导波有限元仿真 |
| 4.3.1 完好界面接触式超声导波有限元仿真 |
| 4.3.2 完好界面空气耦合超声导波有限元仿真 |
| 4.3.3 缺陷界面空气耦合超声导波有限元仿真 |
| 4.3.4 不同位置缺陷界面空气耦合超声导波有限元仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 双层粘接结构超声导波实验 |
| 5.1 实验设备及材料 |
| 5.1.1 超声检测装置 |
| 5.1.2 超声换能器的选择 |
| 5.1.3 双层粘接结构制作 |
| 5.2 空耦超声导波双层板检测实验结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士研究生期间研究成果 |
（4）钢-混凝土结构弱粘接界面缺陷的超声导波检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 选题背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 主要研究内容及研究方法 |
| 第二章 钢-混凝土结构中超声导波传播理论的研究 |
| 2.1 超声导波 |
| 2.2 单层板结构中超声导波传播理论 |
| 2.2.1 理论传播模型 |
| 2.2.2 Lamb波频散方程的求解 |
| 2.2.3 Lamb波频散曲线的数值计算 |
| 2.3 多层结构中超声Lamb波传播理论 |
| 2.3.1 钢-混凝土结构中Lamb波理论传播模型 |
| 2.3.2 Lamb波频散方程的求解 |
| 2.4 钢-混凝土结构的Lamb波理论衰减的求解 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 钢-混凝土结构弱粘接缺陷导波检测的有限元仿真 |
| 3.1 空气耦合超声Lamb波的激励与接收 |
| 3.2 导波传播规律的有限元计算与分析 |
| 3.2.1 声场有限元分析软件 |
| 3.2.2 有限元模型建立 |
| 3.2.3 结果分析 |
| 3.3 有限元结果处理与分析 |
| 3.3.1 Lamb波模式识别方法 |
| 3.3.2 识别结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 钢-混凝土结构弱粘接缺陷导波检测的实验研究 |
| 4.1 实验系统及试样 |
| 4.1.1 实验系统搭建 |
| 4.1.2 试样制备 |
| 4.2 钢-混凝土结构中的空气耦合超声导波传播实验 |
| 4.3 空气耦合检测信号的缺陷定征方法 |
| 4.3.1 波形指数定征 |
| 4.3.2 时域幅值定征 |
| 4.3.3 时域能量定征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（5）基于Lamb波的钢板-混凝土组合板界面损伤识别方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 研究历史与现状 |
| 1.2.1 国外研究历史与现状 |
| 1.2.2 国内研究历史与现状 |
| 1.3 基于压电材料的健康监测 |
| 1.3.1 主动监测技术 |
| 1.3.2 被动监测技术 |
| 1.4 主要研究内容及方法 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 压电材料和Lamb波基本理论 |
| 2.1 压电材料 |
| 2.1.1 压电材料基本性能 |
| 2.1.2 压电传感器的设计及制作 |
| 2.2 Lamb波基本理论 |
| 2.3 自由板中Lamb波传播力学模型 |
| 2.3.1 N层板中Lamb波的波动方程 |
| 2.3.2 双层板中Lamb波的频散方程 |
| 2.3.3 单层板中Lamb波的频散方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 钢板-混凝土组合板界面损伤检测试验 |
| 3.1 试验目的及试验方案 |
| 3.2 试验平台的组成 |
| 3.3 试验过程和结果 |
| 3.3.1 测试过程 |
| 3.3.2 试验结果 |
| 3.4 损伤识别算法 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 钢板-混凝土组合板单调加载与损伤识别试验 |
| 4.1 试验目的 |
| 4.2 试验装置及加载方案 |
| 4.2.1 试验设计 |
| 4.2.2 加载方案 |
| 4.3 试验过程 |
| 4.4 基于能量衰减的剥离损伤识别 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
（6）航天器典型结构中导波传播机理及损伤定位识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 结构中导波的传播机理分析方法 |
| 1.2.2 损伤识别中的激励信号激励与采集 |
| 1.2.3 基于导波的损伤识别方法 |
| 1.3 航天器结构研究现状 |
| 1.3.1 变厚度板的应用及损伤识别方法 |
| 1.3.2 金属蜂窝夹芯板的应用及损伤识别方法 |
| 1.4 本文的研究工作 |
| 1.4.1 研究目标课题研究目标、研究内容和解决的关键问题 |
| 1.4.2 研究方法和技术路线 |
| 1.5 本文的结构纲要 |
| 第二章 导波传播机理及测试分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 薄板结构中的兰姆波 |
| 2.2.1 对称模式与反对称模式 |
| 2.2.2 水平剪切模式 |
| 2.2.3 兰姆波的传播特性 |
| 2.3 有限元仿真技术 |
| 2.3.1 有限元仿真导波方法建模 |
| 2.3.2 有限元方法的稳定性问题 |
| 2.3.3 压电陶瓷晶片有限元建模 |
| 2.3.4 有限元仿真损伤建模 |
| 2.4 相关实验装置 |
| 2.4.1 实验系统 |
| 2.4.2 激励信号参数选择 |
| 2.4.3 实验信号处理方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于导波的梁结构吸收边界设置及损伤定位研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 CAUGHEY吸收层方法 |
| 3.3 各向同性梁结构中吸收边界的设置 |
| 3.3.1 均匀阻尼系数吸收边界 |
| 3.3.2 渐变递增阻尼系数吸收边界 |
| 3.3.3 吸收层数、阻尼系数变化率对吸收效果的影响 |
| 3.3.4 吸收边界长度对吸收效果的影响 |
| 3.4 梁结构中裂纹损伤定位 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于导波的变厚度板结构的损伤定位研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于概率的损伤诊断重建算法 |
| 4.2.1 基于概率的损伤诊断重建算法 |
| 4.2.2 线型椭圆权函数 |
| 4.2.3 结构权函数 |
| 4.3 有限元仿真研究 |
| 4.3.1 基于结构权函数的RAPID检测流程 |
| 4.3.2 仿真结果及分析 |
| 4.4 实验分析与结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 蜂窝板结构中的导波传播特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于实验的导波群速度频散曲线 |
| 5.2.1 基于实验的导波群速度频散曲线拟合 |
| 5.2.2 铝板中导波群速度频散曲线 |
| 5.2.3 蜂窝板中导波群速度频散曲线 |
| 5.3 基于实验的导波相速度频散曲线 |
| 5.3.1 基于实验的导波相速度频散曲线拟合 |
| 5.3.2 铝板中导波相速度频散曲线 |
| 5.3.3 蜂窝板中导波相速度频散曲线 |
| 5.4 漏导波 |
| 5.4.1 漏导波在蜂窝板中的传播 |
| 5.4.2 蜂窝板中脱胶损伤的产生 |
| 5.4.3 脱胶损伤对漏导波传播特性的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于导波的蜂窝板结构中脱胶损伤检测 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 激励信号频率与结构-导波相互作用的关系 |
| 6.3 蜂窝板中脱胶损伤检测实验研究 |
| 6.3.1 激光测振仪实验设备设置 |
| 6.3.2 实验试样的制备 |
| 6.3.3 实验设置 |
| 6.4 实验结果与讨论 |
| 6.4.1 激励信号频率与结构-导波相互作用现象的关系 |
| 6.4.2 蜂窝板中多处脱胶损伤检测实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 本文的创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间成果 |
| 致谢 |
（7）板结构材料中超声兰姆波信号传播特性的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究内容和结构安排 |
| 第二章 板中兰姆波传播的理论分析 |
| 2.1 兰姆波理论基础 |
| 2.2 各向同性板中的兰姆波传播理论 |
| 2.3 多层复合板中的兰姆波传播理论 |
| 2.3.1 理论模型 |
| 2.3.2 频散控制方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 板中兰姆波的频散特性研究 |
| 3.1 各向同性板中频散特性的数值求解法 |
| 3.1.1 二分法求解频散曲线 |
| 3.1.2 铝板中兰姆波频散特性的求解实例 |
| 3.2 纤维增强复合板中兰姆波频散特性的有限元求解 |
| 3.2.1 周期结构理论 |
| 3.2.2 有限元特征频率求解法 |
| 3.2.3 求解实例 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 板中兰姆波的非线性特性研究 |
| 4.1 非线性兰姆波基本理论 |
| 4.2 板中非线性兰姆波的有限元仿真 |
| 4.2.1 单一模式兰姆波的激励 |
| 4.2.2 有限元仿真模型 |
| 4.2.3 兰姆波模式的选择 |
| 4.2.4 仿真结果及分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 纤维增强复合板的兰姆波非线性特性实验研究 |
| 5.1 实验材料及其频散特性 |
| 5.1.1 实验材料 |
| 5.1.2 频散曲线及非线性匹配特性 |
| 5.2 实验系统及设置 |
| 5.2.1 超声测试系统 |
| 5.2.2 实验设置 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 信号处理 |
| 5.3.2 非线性系数 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文 |
| 作者在攻读硕士学位期间所做的项目 |
| 致谢 |
（8）金属材料力学性能的激光超声检测方法与技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 激光超声技术的研究进展 |
| 1.3.2 激光超声测量弹性常数的研究进展 |
| 1.3.3 激光超声检测残余应力的研究进展 |
| 1.3.4 激光超声检测缺陷的研究进展 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第2章 激光超声的理论基础 |
| 2.1 激光超声的激发机制 |
| 2.1.1 热弹性机制和融蚀机制 |
| 2.1.2 激光激发超声的理论模型 |
| 2.2 声弹性理论 |
| 2.2.1 超声波在固体介质内的传播 |
| 2.2.2 平面应力状态下的声弹性方程 |
| 2.3 激光激发超声波的特征 |
| 2.4 激光超声的检测方法 |
| 2.4.1 电学方法 |
| 2.4.2 光学干涉方法 |
| 2.4.3 光学非干涉方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 激光超声测量材料的弹性常数 |
| 3.1 激光超声实验系统 |
| 3.2 弹性常数与波速的关系 |
| 3.2.1 克里斯托菲尔方程 |
| 3.2.2 Rayleigh方程 |
| 3.3 实验测量结果及讨论 |
| 3.3.1 弹性模量和泊松比测量的实验步骤 |
| 3.3.2 实验结果及误差分析 |
| 3.4 基于等效载荷法的有限元分析 |
| 3.4.1 参数的选取与模型的建立 |
| 3.4.2 表面波验证 |
| 3.4.3 有限元结果与讨论 |
| 3.5 基于热-力耦合的有限元分析 |
| 3.5.1 热-力耦合有限元模型的建立 |
| 3.5.2 有限元结果与讨论 |
| 3.5.3 复合材料弹性常数的激光超声检测 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 激光超声测量残余应力 |
| 4.1 激光超声测量残余应力的理论基础 |
| 4.1.1 拉格朗日应变张量 |
| 4.1.2 弹性体中的波动方程 |
| 4.1.3 表面波的声弹性方程 |
| 4.2 表面波测量残余应力实验 |
| 4.2.1 声弹性常数的测量 |
| 4.2.2 焊接残余应力的测量 |
| 4.3 激光超声测量残余应力的有限元分析 |
| 4.3.1 模型的建立和参数的选择 |
| 4.3.2 数值结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 激光超声检测表面微裂纹 |
| 5.1 激光超声表面缺陷的检测方法 |
| 5.1.1 传统的缺陷检测方法 |
| 5.1.2 移动激光扫查检测技术 |
| 5.2 微裂纹检测的实验研究 |
| 5.2.1 实验试样的制备 |
| 5.2.2 脉冲激光物理参数对超声信号的影响 |
| 5.2.3 实验结果与讨论 |
| 5.3 微裂纹检测的有限元分析 |
| 5.3.1 表面缺陷定位的数值模型 |
| 5.3.2 缺陷尺寸对反射波和透射波的影响 |
| 5.3.3 裂纹的滤波效应 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻博期间发表的论文 |
| 攻博期间参与的项目 |
| 作者简介 |
（9）船用复合材料板损伤的超声导波检测研究（论文提纲范文）
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 复合材料无损检测在国内外研究概况 |
| 1.3 复合材料超声导波检测技术国内外研究概况 |
| 1.3.1 超声导波在复合材料中的数值计算研究进展 |
| 1.3.2 超声导波检测在复合材料中的实验研究进展 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本文创新点 |
| 第2章 超声导波在复合材料板中传播的基本理论 |
| 2.1 超声导波的概念和分类 |
| 2.2 超声导波在复合材料板中的声场方程 |
| 2.2.1 理论模型建立 |
| 2.2.2 声场运动方程 |
| 2.2.3 应变与位移方程 |
| 2.2.4 本构方程 |
| 2.3 复合材料板中的超声导波传播特性 |
| 2.3.1 导波中Lamb波的基本理论 |
| 2.3.2 相速度 |
| 2.3.3 群速度 |
| 2.3.4 导波的频散特性 |
| 2.4 求解导波的频散方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超声导波检测的实验研究 |
| 3.1 实验原理和实验装置 |
| 3.2 换能器类型和位置的选择 |
| 3.2.1 换能器类型的选择 |
| 3.2.2 压电片位置的确定 |
| 3.3 激励信号的选择 |
| 3.4 导波单一模态提取 |
| 3.5 实验群速度校核 |
| 3.6 玻璃钢板中损伤检测 |
| 3.6.1 无损伤板检测 |
| 3.6.2 圆孔损伤检测 |
| 3.6.3 裂缝损伤检测 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于ANSYS超声导波检测的数值模拟分析 |
| 4.1 有限元法计算步骤 |
| 4.2 建模基本过程 |
| 4.2.1 有限元求解方法 |
| 4.2.2 有限元单元选择 |
| 4.2.3 单元网格长度和时间步长 |
| 4.2.4 信号加载 |
| 4.3 群速度校核 |
| 4.4 导波检测实验的数值模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 复合材料板损伤与超声导波的作用规律模拟分析 |
| 5.1 无损伤板检测 |
| 5.2 不同位置损伤检测 |
| 5.3 不同类型损伤检测 |
| 5.3.1 损伤类型为圆孔 |
| 5.3.2 损伤类型为长方形 |
| 5.4 频率大小对损伤检测的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 大摘要 |
（10）基于导波的方管结构健康监测技术及系统开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 研究概况 |
| 1.2.2 材料弹性常数获取方法 |
| 1.2.3 结构中导波传播的机理研究 |
| 1.2.4 压电晶片与结构的耦合 |
| 1.2.5 超声导波的信号处理方法 |
| 1.2.6 结构损伤的识别方法 |
| 1.3 本文的研究工作 |
| 1.3.1 本文的研究内容解决的关键问题 |
| 1.3.2 研究技术路线 |
| 1.3.3 文章纲要 |
| 第二章 导波的基本理论及有限元建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 板结构中的导波 |
| 2.2.1 板中的 Lamb 波 |
| 2.2.2 水平剪切(SH)波 |
| 2.3 管中的导波 |
| 2.3.1 圆管中周向导波 |
| 2.3.2 管中轴向导波 |
| 2.4 复合材料结构中的导波 |
| 2.4.1 各向异性介质层中的波 |
| 2.4.2 传递矩阵法 |
| 2.4.3 全局矩阵法 |
| 2.5 频散特性曲线 |
| 2.5.1 各向同性介质层中 Lamb 波的频散方程算法 |
| 2.5.2 圆管中的周向模态导波频散方程算法 |
| 2.5.3 圆管中轴对称纵向模态和扭转模态导波频散方程算法 |
| 2.5.4 复合材料板中 Lamb 波频散方程算法 |
| 2.5.5 频散特性分析软件 |
| 2.6 导波有限元建模 |
| 2.6.1 导波有限元建模的平台介绍 |
| 2.6.2 待检测结构及 PZT 晶片的建模 |
| 2.6.3 单元和载荷的选取 |
| 2.6.4 损伤的建模 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 基于 Lamb 的材料弹性常数反演方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 弹性常数反演算法 |
| 3.3 反演算例及误差分析 |
| 3.3.1 铝板的弹性常数反演算例 |
| 3.3.2 大功率电机线棒绝缘层参数测定 |
| 3.3.3 机车转向架材料弹性常数测定 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 导波在方管结构中传播及特征提取方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 方管结构的有限元建模 |
| 4.2.1 方管模型的创建 |
| 4.2.2 Lamb 波在方管结构中传播的仿真 |
| 4.3 窄板中导波的激励、传播及其优化 |
| 4.3.1 窄板中导波的激励 |
| 4.4 方管结构中损伤的模拟 |
| 4.4.1 损伤位于驱动器与传感器直传路径上 |
| 4.4.2 损伤位于直传路径上(下)方 |
| 4.5 基于信号能量谱相关性的损伤成像技术 |
| 4.5.1 方管结构中的损伤识别方法 |
| 4.5.2 基于能量谱相关性的损伤成像算法 |
| 4.5.3 方管损伤成像算例 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 基于导波的转向架结构健康监测 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 构架中 Lamb 波的频散特性及模态选择 |
| 5.2.1 转向架的几何特征和材料属性 |
| 5.2.2 列车工况对 Lamb 波检测信号的影响 |
| 5.2.3 Lamb 波在构架中的传播特性 |
| 5.3 构架中的损伤特征提取算法 |
| 5.3.1 沿焊缝方向的切槽损伤成像 |
| 5.3.2 构架沿剪切力方向的切槽损伤成像 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、低频多模式超声兰姆波超薄层状横观各向同性复合材料定征方法:理论与实验（论文参考文献）
- [1]光纤光栅与超声复合无损检测系统研究[D]. 王媛媛. 西安科技大学, 2021
- [2]基于超声导波的复杂板结构损伤识别研究[D]. 李德强. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]多层介质界面粘接特性的超声导波检测[D]. 刘红伟. 景德镇陶瓷大学, 2021(12)
- [4]钢-混凝土结构弱粘接界面缺陷的超声导波检测方法研究[D]. 张玉洁. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [5]基于Lamb波的钢板-混凝土组合板界面损伤识别方法研究[D]. 李思琪. 沈阳建筑大学, 2019(05)
- [6]航天器典型结构中导波传播机理及损伤定位识别研究[D]. 赵晶晶. 上海交通大学, 2018
- [7]板结构材料中超声兰姆波信号传播特性的理论与实验研究[D]. 张林文. 上海大学, 2017(04)
- [8]金属材料力学性能的激光超声检测方法与技术研究[D]. 战宇. 东北大学, 2016(06)
- [9]船用复合材料板损伤的超声导波检测研究[D]. 赵振宇. 江苏科技大学, 2016(02)
- [10]基于导波的方管结构健康监测技术及系统开发[D]. 孔铭. 上海交通大学, 2014(07)