海洋结构的疲劳裂纹声发射监测方法及仿真研究
海洋平台长期处于复杂恶劣的海洋环境下,且维护成本较高,因此需要通过定期检查和在线实时监测保证其正常生产和安全操作。 声发射技术作为一种新型的动态无损检测手段,可以实现对材料产生的缺陷的动态监测以及损伤位置的预测。声发射源在外界载荷作用下释放出的弹性波带有大量结构或材料损伤处的信息,因此可以借助接收和分析这些声发射信号来对结构或材料中的损伤进行识别和定位,以达到对结构实时监测防止重大事故发生的目的。 本文在理论研究的基础上,首先对材料位错运动及裂纹萌生和扩展的声发射源机理展开描述,同时介绍了声发射监测技术的原理,声发射波传播的模式、在各种介质中的速度、哀减特性等物理基础。 对比介绍常规的声源定位方法及原理,在此基础上提出一种基于到达时间差(TDOA)的定位算法,将其应用于声源定位中,依据TDOA估计原理,采用加权最小二乘法(WLS)实现对目标位置的定位,提高定位精度,降低定位成本。 建立了一维结构材料中声发射信号的传播模型,模拟声发射应力波在结构中的传播规律,研究了声发射信号在一维结构材料中的传播特性,验证应力随着时间沿杆的轴线方向的传播变化规律,通过对膨胀波速的限制作用来影响稳定极限,利用整体估算法确定稳定极限,从而较准确的得出结构状态。
海洋结构;声发射;声源定位;应力波传播;疲劳裂纹
中国海洋大学
硕士
机械工程
张开升
2012
中文
P75
63
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）