一、智能材料损伤检测的多重分形应用(论文文献综述)
Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;[1](2021)在《中国桥梁工程学术研究综述·2021》文中指出为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域(包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理:桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。(北京工业大学韩强老师提供初稿)
陈冬冬[2](2020)在《基于压电传感技术的螺栓预紧力监测研究》文中研究说明螺栓连接因具有传力直接,拆卸方便,经济性好等特点而广泛应用于机械,土木,航空航天等领域。然而,在结构振动,温度变化等环境因素作用下,螺栓会不可避免的发生不同程度的松动。螺栓节点的松动会削弱节点刚度,降低连接件的可靠性,严重时甚至会导致整体结构的破坏。本文基于压电陶瓷智能材料,对螺栓松动监测中环境噪声干扰问题,多螺栓松动监测问题以及螺栓初始微小松动监测等关键技术难题开展研究。本文的主要内容及结论如下:(1)提出基于压电材料的智能垫圈传感器,并结合时间反演算法提高环境噪声下接收信号信噪比传统传感器在与被监测结构耦合过程中会对结构带来一些不利影响,如消弱螺栓刚度,增加节点质量等。为消除传感器带来的不利影响,本文首先提出了一种将压电陶瓷嵌入垫圈中而形成的能够感应预紧力变化的智能垫圈传感器。结合时间反演算法,提出了具有噪声鲁棒性的螺栓松动监测方法。此外,研究了螺栓节点时间反演算法声学互异性。对不同噪声水平和激励幅值下接收信号信噪比进行了验证。最后通过一个智能垫圈发射信号,另一个智能垫圈传感器接收信号的方式,进行了时间反演实验。在数据处理方面,利用小波能量方法,提取敏感频段的能量作为螺栓松动指数。实验结果表明,时间反演算法能够显着提高接收信号在噪声环境下的信噪比,拓展了以幅值或能量为判断依据的螺栓松动监测方法在噪声环境下的适用性。(2)基于压电阻抗串/并联模型,提出了能够有效减少传感器数量及采集通道的分布式螺栓松动监测方法大型结构螺栓节点处螺栓数量众多,如何利用少量传感器实现不同位置处螺栓松动监测是亟待解决的问题。考虑到基于时间反演的螺栓监测方法属于主动传感方法,需要“一发一收”两个传感器进行监测。为减少传感器数量,基于压电阻抗方法,提出了基于压电阻抗串/并联方式的螺栓松动监测方法。首先利用单个压电智能垫圈传感器的阻抗方法监测了单螺栓松动过程。其次,通过串/并联多个传感器,实现单个通道单次扫频获得多个传感器多个位置处的耦合机电阻抗曲线。根据等效电路原理,对串/并联阻抗特性进行分析。根据分析结果,选取串联方式下压电电阻信号为研究对象,进行多螺栓松动监测验证实验。在串/并联电路信号处理方面,提出了基于3dB带宽的均方根误差(3dB-RMSD)方法。实验结果表明,基于压电阻抗串/并联电路的分布式螺栓松动监测方法不仅可以减少传感器数量而且可以精确判断螺栓松动程度以及松动位置。(3)提出基于尾波干涉(Coda Wave Interferometry,CWI)技术的高分辨率螺栓初始松动监测方法螺栓松动监测的目的是提前预警,即在螺栓发生微小松动的情况下给出松动提醒。而以上方法对螺栓初始微小松动不够敏感,为了解决这一问题,本文提出了基于尾波干涉的高分辨率螺栓松动监测方法。通过利用波形伸缩法(Stretching)计算尾波在不同预紧力改变情况下的时移程度,进而判断螺栓松动情况。首先,通过波形叠加原理对提出方法的可行性进行了理论分析。其次,通过数值仿真,对尾波干涉的高敏感性进行了验证。最后,在相关验证实验的基础上,定义了可检测螺栓预紧力分辨率(DRBP)指标,定量分析了尾波干涉方法的分辨率。实验结果表明,基于尾波干涉的螺栓松动监测方法对螺栓预紧力变化具有很高的敏感性,其极限预紧力监测分辨率达到0.323%。因此,基于尾波干涉的螺栓监测方法可以有效监测螺栓预紧力的微小改变,解决螺栓初始松动监测难题。(4)研究了直达波和尾波对螺栓预紧力变化的分辨率,提出了基于直达波和尾波协同监测螺栓不同程度松动的方法螺栓在服役过程中,其预紧力可能会经历从微小变化到较大损失的过程。本文针对螺栓预紧力不同损失程度,提出了基于直达波和尾波的预紧力损失协同监测方法。基于波形叠加原理和声弹性效应,首先对直达波和尾波可监测螺栓预紧力分辨率的不同进行了理论分析,揭示了直达波和尾波时移程度与螺栓预紧力变化的线性关系。其次,通过实验的方法,研究了直达波和尾波对预紧力变化的敏感性。实验结果发现,直达波的极限DRBP值为1.681%,即基于直达波波形时移的方法适用于预紧力变化程度大于1.681%的情况。而尾波的DRBP范围为0.323%-1.980%,即基于尾波的螺栓预紧力监测方法适用于预紧力变化程度在0.323%-1.980%的情况。综上所述,基于尾波干涉的方法适用于螺栓预紧力变化微小的情况,即初始松动问题,而基于直达波时移的监测方法可以反映螺栓预紧力发生较大松动的情况。将直达波与尾波相结合,可以监测螺栓不同程度预紧力变化。
霍志涛[3](2019)在《压电智能骨料的压应力适用范围研究》文中研究指明现代社会的不断进步使得土木工程结构不断向着大型化、复杂化、智能化的方向发展,对混凝土结构进行健康监测和识别结构损伤、研究工程实际应用方面日益成为国内外学术界的研究热点。目前,压电陶瓷换能器已成为大型结构健康监测的新工具,为实现结构健康监测和损伤识别提供了新的方法。而在实际应用过程中,应根据不同的压应力条件选择具有合适保护层材料的压电智能材料。基于上述原因,本文对压电智能骨料保护层的损伤特征及其在静荷载和冲击荷载条件下的压应力适用范围进行了相关研究。以下为具体的工作内容:(1)基于试验和数值模拟研究压电智能骨料保护层的损伤特征。通过对比保护层损伤后和损伤前的电导曲线,分析了保护层的损伤对导纳特征的影响。研究结果表明:压电智能骨料的导纳信号受保护层损伤的影响较大;随着损伤程度的增大,电导曲线的主峰向低频方向偏移,且主峰幅值逐渐增大。(2)基于试验研究压电智能骨料在静荷载作用下的压应力适用范围。通过对比不同压应力下的电导曲线,分析压电智能骨料的电导曲线在不同压应力阶段的偏移趋势和损伤特征;给出了压电智能骨料在静荷载作用下用于结构的压应力监测及损伤监测时合适的压应力适用范围。研究结果表明:静荷载作用下,压电智能骨料用于结构的压应力及损伤监测时合适的压应力范围分别为0MPa至15.9MPa和42.4MPa至84.9MPa。(3)基于霍普金森压杆装置,研究压电智能骨料在冲击荷载作用下的压应力适用范围。分析了冲击荷载作用下,压电智能骨料的电荷量与冲击荷载及平均应变率的关系。研究结果表明:压电智能骨料用于结构的冲击荷载监测时合适的压应力范围为0MPa至156MPa。并且,电荷量与冲击荷载的线性关系较好,电荷量与冲击荷载的比值随平均应变率的增大而减小。
熊稚莉[4](2017)在《基于分形理论的分布式光纤冲击监测技术研究》文中认为在航空航天领域中,由于低能量冲击对航空航天结构造成的损伤呈现较强的隐蔽性,这些损伤随着时间的积累,会引起结构的衰退,严重影响了航空航天器服役期间的安全性和可靠性,因此及时准确判别低能量冲击位置非常重要。光纤传感器具有质量轻、柔韧性好、抗电磁干扰、灵敏度高、便于分布式组网等优点,非常适合在日渐复杂的飞行器服役环境下应用。因此,本文针对典型航空航天板结构,研究基于分形理论的分布式光纤冲击监测技术。主要工作包括以下几个方面:首先,提出了一种基于分形理论自适应控制的冲击响应时域信号降噪方法,研究了噪声滤除效果与模糊控制参数之间的关系。在此基础上,采用分形理论的短时分形维数以修正模糊控制参数,实现对冲击响应信号的自适应降噪。其次,以四边固支铝合金板结构为研究对象,针对实时性和便捷性需求,提出了一种全频段信号幅值能量和反函数求解的冲击判位方法。选取光纤光栅冲击响应信号全频段幅值能量作为特征量,实现对冲击载荷位置的快速辨识。再次,针对低采样率光纤光栅传感模式,提出了一种基于关联维数计算与三圆取交原理的低能量冲击位置辨识法。引入关联维数作为冲击响应信号的特征参量,利用三圆取交法并结合参考权重,实现对四边固支铝合金板结构冲击载荷位置辨识。最后,针对碳纤维复合材料层合板结构冲击载荷监测需求,构建了基于分布式光纤光栅传感网络冲击监测系统,提出了一种基于多重分形去趋势波动分析技术的冲击载荷定位方法。该方法利用多重分形去趋势波动分析技术计算冲击响应信号的多重分形谱,从多重分形谱上提取极值点为特征参数,研究了多重分形谱极值点与冲击点和传感器之间距离的分布规律,基于此分布规律,对冲击载荷位置进行了辨识。
史璐[5](2016)在《埋入式光纤光栅复合材料结构冲击监测研究》文中提出随着航空航天事业的高速发展,航空航天飞行器的服役环境越来越复杂,复合材料具有高比强度、良好的抗疲劳性、耐腐蚀性以及绝缘、热导率低等优点,在航空航天飞行器使用比重越来越重,其中复合材料蜂窝夹芯结构在飞行器上的使用非常广泛。但复合材料和复合材料蜂窝夹芯结构都对冲击载荷较敏感,当复合材料结构受到冲击载荷时,结构易发生基体开裂、碳纤维断裂、碳纤维分层和蜂窝芯子塌陷等损伤,而这些损伤严重影响飞行器的安全性能和使用寿命,因此对航空航天飞行器进行健康监测与评估非常重要。光纤光栅传感器具有体积小、抗电磁干扰、灵敏度高、易于构建分布式传感网络并适合与复合材料一体化集成等独特优点在结构健康监测领域得到了广泛应用。因此,本文针对复合材料和复合材料蜂窝夹芯结构进行冲击监测研究,主要工作包括以下几个方面:首先,利用光纤光栅传感器易与复合材料一体化集成的特性,将光纤光栅传感器与复合材料蜂窝夹芯结构一体化集成,并提出相应的光纤光栅端口引出方式和论证了光纤光栅传感器存活率的方法,接着对埋入复合材料蜂窝夹芯结构的光纤光栅进行静态加载和冲击载荷加载实验,对埋入式光纤光栅传感器的动静态敏感特性进行了研究。其次,利用复合材料蜂窝夹芯板结构,搭建了基于埋入式光纤光栅传感器网络冲击监测系统。利用埋入式光纤光栅传感器动静态敏感特性研究,对不同埋入层的光纤光栅传感器冲击响应信号和同一埋入层不同光纤光栅传感器冲击响应信号之间的共性和差异性进行分析,再提出了一种基于最大向量内积的冲击位置识别算法,初步实现了冲击载荷位置识别。最后,针对复合材料冲击载荷监测需求,构建了基于分布式光纤光栅传感网络冲击监测系统,利用EMD模态分解技术对冲击响应信号进行分解,对分解后的IMF分量提取出相应的分形盒维数作为冲击载荷特征量,提出了一种基于EMD分形的冲击载荷位置识别方法,初步实现了冲击载荷位置识别。
史立彬[6](2014)在《基于分形理论关联维数的钢桁架损伤检测研究》文中研究指明近些年,钢结构被广泛用于大型工业、民业以及公共建筑设施中,但随着结构使用时间的延长,超负荷使用等问题的出现,使其出现损伤、失效等相关危害越来越多。因此,钢结构损伤检测不容忽视,寻找高效准确的检测方法也更受到研究人员的关注。针对钢结构独特结构形式,本文进行了以下几方面研究:1)本文介绍了分形理论、关联维数在国内外近些年的发展状况,对现阶段的理论研究进行了分类比较;引入了相空间重构、嵌入维数、时间延迟、无标度区等重要参变量概念,以一钢桁架为例,提出了基于分形理论关联维数的钢桁架结构的损伤检测方法。2)利用ANSYS软件建模,分别建立完好工况、单损伤工况、多损伤工况的桁架模型,并对结构进行瞬态分析,采集各工况下结构节点加速度响应信号。运用分形理论对结构损伤前后各节点响应信号直接进行关联维数处理,拟合了各节点ln(r)-(Cr)图形,并由此得出嵌入维数m与关联维数D的关系,最后对不同工况下节点关联维数差值绝对值△D进行分析比较,利用各工况节点△D的大小,达到确定杆件损伤位置和初步判别损伤程度的目的。3)考虑到实际检测过程中外界环境的影响,本文以环境噪声为例,模拟了上述桁架模型在实际环境中应用该方法进行损伤检测的情况。以随机函数形式,对桁架节点加速度响应信号施加15%随机水平噪声,对与噪声信号叠加后的节点振动信号重新进行关联维数处理,得出各节点新的关联维数△D值大小,与上述无噪声情况进行比较分析,确定该方法在噪声环境下进行钢桁架结构损伤检测时的抗噪声能力及稳定性。
陈楠[7](2013)在《多重分形在高温疲劳损伤中的应用》文中研究指明材料的疲劳损伤主要以裂纹的形式表现出来,由于疲劳损伤演化行为关系到材料的疲劳寿命,目前已成为整个疲劳领域的重点研究问题之一,但未形成比较完善的研究体系。利用分形理论研究材料的疲劳损伤具有一定的局限性,不能全面描述损伤表面的信息,多重分形建立在分形理论的基础上,弥补了分形理论在对疲劳损伤进行描述时的缺陷,为疲劳损伤研究开辟了新的途径。本文采用20#钢材料,对其进行复杂应力状态下高温疲劳试验,以疲劳损伤表面裂纹演化行为作为研究对象,通过试验手段及观测采集技术获得疲劳损伤表面的裂纹生长行为特征,采用多重分形方法进行研究分析,探究高温下疲劳损伤演化行为的规律。本文的主要内容可概括如下:1、对高温疲劳损伤的研究背景及意义进行了阐述,归纳总结了目前疲劳损伤研究领域中疲劳累积损伤理论的模型与方法,回顾了分形理论的优缺点,对多重分形理论的应用及计算进行了详尽的描述。2、对试件材料进行了不同加载条件下的高温疲劳试验,由此获得了一系列不同加载条件下及不同循环次数下的疲劳表面损伤图像,利用疲劳累积损伤理论研究了材料表面损伤因子D随疲劳寿命的变化关系,研究表明,材料的疲劳损伤大概经历三个过程:快速增加、缓慢增加、跳跃趋势。3、结合多重分形谱的物理意义,将多重分形理论应用于材料疲劳损伤研究中,通过Ostu阈值分割法进行图像处理,得到不同应变幅下损伤演化的二值化图,采用多重分形谱理论对材料表面的损伤演化进行描述,并引入了描述疲劳裂纹分布复杂程度的多重分形谱的谱宽Δa及谱高Δf通过试验结果表明,多重分形谱f(a)是一种有意义的表征参数,其中多重分形谱的谱宽和谱高随疲劳寿命按快速增加、缓慢增加、跳跃增加的趋势变化,能够从多分形角度对材料的损伤程度及疲劳裂纹演化过程的几个阶段进行定量化的分析与解释。4、通过对材料的几种不同寿命预测方法进行描述及比较,将多重分形谱谱宽作为描述损伤量的一个参量,提出了基于多重分形理论的寿命预测方法,为建立材料表面的分形特征与疲劳寿命之间的内在规律找到了新的思路。
姜绍飞,苏莹[8](2009)在《分形理论在土木工程领域中的应用》文中进行了进一步梳理为了进一步拓展分形理论在土木工程中的应用,首先回顾了分形理论的发展历程、基本概念、基本原理及分形维数;然后就其在国内外的土木工程材料、岩土工程、地震工程、结构损伤检测领域中的应用现状进行了总结和述评,并对分形理论与神经网络及数据融合相结合用于钢管混凝土拱桥的损伤识别研究进展进行了介绍;最后对今后的发展前景进行了展望。研究表明:分形理论在土木工程特别是将它与其他技术融合进行损伤检测是切实可行的、有效的。
朱珠[9](2009)在《智能自适应系统的研究与应用》文中认为智能材料与结构是一个具有感知、驱动和控制等功能的智能化的材料系统。智能材料与结构代表了材料科学的最活跃方面和最先进发展方向,成为科学界研究的热点。光纤光栅智能结构近年发展较快,它有效克服了当前常规传感系统在长期稳定性、耐久性和分布范围方面的不足,最有希望满足航空航天的技术要求,具有传统技术无法比拟的优势。本文在简要介绍光纤光栅研究现状、基本理论等的基础上,重点研究了基于长周期光栅的光纤布拉格光栅的动态解调原理及实现方案,对光路,光电转换调理电路,信号采集处理部分做了详细叙述。利用该套系统进行一系列实验,论证了系统的可行性和稳定性。采用分布式光纤光栅应变传感网络,利用商用高速解调仪,将其用于碳纤维复合材料薄板结构的冲击试验。试图实现基于光纤智能传感网络的自诊断系统。多年来飞机设计师一直期望不使用舵面,直接依靠机翼变形来该面空气动力进行飞行操纵,以获得最佳气动性能,这种外形和弯度可根据任务需要而改变的柔性机翼驱动材料一般使用形状记忆合金。本文研究了形状记忆合金的基本力学性能,主动变形结构模型,根据形状记忆合金的应用特点,试图研究在翼面中埋入智能驱动元件并根据飞行器的飞行状况及飞行控制的需要来改变翼面的形状,设计制作了柔性机翼的实物模型,并对相关参数进行测试。有研究表明该模型变形后可以增大模型的失速攻角,减小了降落的滑跑距离并有效的增加飞行器的纵向稳定性。
姜绍飞,苏莹[10](2008)在《分形理论在土木工程领域中的应用》文中研究表明本文首先回顾了分形理论的发展历程、基本概念、基本原理及分形维数:然后就其在国内外的土木工程材料、岩土工程、地震工程、结构损伤检测领域中的应用现状进行了总结和述评:最后对发展前景进行了展望.研究表明,分形理论在土木工程中的应用是可行、有效的.
二、智能材料损伤检测的多重分形应用(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、智能材料损伤检测的多重分形应用(论文提纲范文)
(1)中国桥梁工程学术研究综述·2021(论文提纲范文)
0引言(东南大学王景全老师提供初稿) |
1 桥梁工程研究新进展(东南大学王景全老师提供初稿) |
1.1新材料促进桥梁工程技术革新 |
1.2桥梁工业化进程与智能建造技术取得长足发展 |
1.3桥梁抗灾变能力显着提高 |
1.4桥梁智能化水平大幅提升 |
1.5跨海桥梁深水基础不断创新 |
2桥梁结构设计 |
2.1桥梁作用及分析(同济大学陈艾荣老师、长安大学韩万水老师、河北工程大学刘焕举老师提供初稿) |
2.1.1汽车作用 |
2.1.2温度作用 |
2.1.3浪流作用 |
2.1.4分析方法 |
2.1.5展望 |
2.2钢桥及组合结构桥梁(西南交通大学卫星老师提供初稿) |
2.2.1新型桥梁用钢的研发 |
2.2.2焊接节点疲劳性能 |
2.2.3钢结构桥梁动力行为 |
2.2.4复杂环境钢桥服役性能 |
2.2.5组合结构桥梁空间力学行为 |
2.2.6组合结构桥梁关键构造力学行为 |
2.2.7展望 |
2.3高性能材料 |
2.3.1超高性能混凝土(湖南大学邵旭东老师提供初稿) |
2.3.2工程水泥基复合材料(西南交通大学张锐老师提供初稿) |
2.3.3纤维增强复合材料(北京工业大学刘越老师提供初稿) |
2.3.4智能材料(西南交通大学勾红叶老师提供初稿) |
2.3.5展望 |
2.4桥梁基础工程(同济大学梁发云老师提供初稿) |
2.4.1深水桥梁基础形式 |
2.4.2桥梁基础承载性能分析 |
2.4.3桥梁基础动力特性分析 |
2.4.4深水桥梁基础工程面临的挑战 |
3桥梁建造新技术 |
3.1钢结构桥梁施工新技术(西南交通大学卫星老师提供初稿) |
3.1.1钢结构桥梁工程建设成就 |
3.1.2焊接制造新技术 |
3.1.3施工新技术 |
3.2桥梁快速建造技术(北京工业大学贾俊峰老师提供初稿) |
3.2.1预制装配桥梁上部结构关键技术 |
3.2.2预制装配桥墩及其抗震性能研究进展 |
3.2.2.1灌浆/灌缝固定连接预制桥墩及其抗震性能 |
3.2.2.2无黏结预应力连接预制桥墩及其抗震性能 |
3.3桥梁建造技术发展态势分析 |
4桥梁运维 |
4.1监测与评估(浙江大学叶肖伟老师、湖南大学孔烜老师、西南交通大学崔闯老师提供初稿) |
4.1.1监测技术 |
4.1.2模态识别 |
4.1.3模型修正 |
4.1.4损伤识别 |
4.1.5状态评估 |
4.1.6展望 |
4.2智能检测(西南交通大学勾红叶老师提供初稿) |
4.2.1智能检测技术 |
4.2.2智能识别与算法 |
4.2.3展望 |
4.3桥上行车安全性(中南大学国巍老师提供初稿) |
4.3.1风荷载作用下桥上行车安全性 |
4.3.1.1车-桥气动参数识别 |
4.3.1.2风载作用下桥上行车安全性评估 |
4.3.1.3风浪作用下桥上行车安全性 |
4.3.1.4风屏障对行车安全性的影响 |
4.3.2地震作用下行车安全性 |
4.3.2.1地震-车-桥耦合振动模型 |
4.3.2.2地震动激励特性的影响 |
4.3.2.3地震下桥上行车安全性评估 |
4.3.2.4车-桥耦合系统地震预警阈值研究 |
4.3.3长期服役条件下桥上行车安全性 |
4.3.4冲击系数与振动控制研究 |
4.3.4.1车辆冲击系数 |
4.3.4.2车-桥耦合振动控制方法 |
4.3.5研究展望 |
4.4加固与性能提升(西南交通大学勾红叶老师提供初稿) |
4.4.1增大截面加固法 |
4.4.2粘贴钢板加固法 |
4.4.3体外预应力筋加固法 |
4.4.4纤维增强复合材料加固法 |
4.4.5组合加固法 |
4.4.6新型混凝土材料的应用 |
4.4.7其他加固方法 |
4.4.8发展展望 |
5桥梁防灾减灾 |
5.1抗震减震(北京工业大学贾俊峰老师、中南大学国巍老师提供初稿) |
5.1.1公路桥梁抗震研究新进展 |
5.1.2铁路桥梁抗震性能研究新进展 |
5.1.3桥梁抗震发展态势分析 |
5.2抗风(东南大学张文明老师、哈尔滨工业大学陈文礼老师提供初稿) |
5.2.1桥梁风环境 |
5.2.2静风稳定性 |
5.2.3桥梁颤振 |
5.2.4桥梁驰振 |
5.2.5桥梁抖振 |
5.2.6主梁涡振 |
5.2.7拉索风致振动 |
5.2.8展望 |
5.3抗火(长安大学张岗老师、贺拴海老师、宋超杰等提供初稿) |
5.3.1材料高温性能 |
5.3.2仿真与测试 |
5.3.3截面升温 |
5.3.4结构响应 |
5.3.5工程应用 |
5.3.6展望 |
5.4抗撞击及防护(湖南大学樊伟老师、谢瑞洪、王泓翔提供初稿) |
5.4.1车撞桥梁结构研究现状 |
5.4.2船撞桥梁结构研究进展 |
5.4.3落石冲击桥梁结构研究现状 |
5.4.4研究展望 |
5.5抗水(东南大学熊文老师提供初稿) |
5.5.1桥梁冲刷 |
5.5.2桥梁水毁 |
5.5.2.1失效模式 |
5.5.2.2分析方法 |
5.5.3监测与识别 |
5.5.4结论与展望 |
5.6智能防灾减灾(西南交通大学勾红叶老师、哈尔滨工业大学鲍跃全老师提供初稿) |
6结语(西南交通大学张清华老师提供初稿) |
策划与实施 |
(2)基于压电传感技术的螺栓预紧力监测研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 螺栓松动监测方法 |
1.2.1 直接测量法 |
1.2.2 间接测量法 |
1.3 压电智能材料 |
1.3.1 压电材料及其应用 |
1.3.2 极化与电畴 |
1.3.3 压电效应 |
1.3.4 压电方程 |
1.3.5 压电参数 |
1.4 本文主要研究思路与内容 |
1.4.1 本文的研究思路 |
1.4.2 本文的研究内容 |
2 基于时间反演算法的螺栓预紧力主动监测方法 |
2.1 引言 |
2.2 压电智能垫圈传感器 |
2.3 基于时间反演算法的螺栓预紧力监测理论研究 |
2.3.1 时间反演算法的研究现状 |
2.3.2 时间反演信号幅值与螺栓预紧力的理论研究 |
2.3.3 小波能量提取螺栓松动指数 |
2.4 时间反演算法与小波能量 |
2.4.1 声学互异性 |
2.4.2 环境噪声水平 |
2.4.3 激励信号幅值 |
2.5 基于时间反演方法的螺栓预紧力监测实验研究 |
2.5.1 实验试件与装置 |
2.5.2 实验结果与分析 |
2.6 本章小结 |
3 基于压电阻抗串/并联方法的螺栓松动监测 |
3.1 引言 |
3.2 基于智能垫圈压电阻抗特性的单个螺栓预紧力监测 |
3.2.1 基于一维压电阻抗模型的理论分析 |
3.2.2 基于压电阻抗方法的实验验证 |
3.3 基于压电阻抗串/并联的多螺栓松动监测 |
3.3.1 等效电路分析 |
3.3.2 串/并联电路分析 |
3.3.3 基于串联阻抗实部信号的实验研究 |
3.4 本章小结 |
4 基于尾波干涉的高分辨率螺栓预紧力监测 |
4.1 引言 |
4.2 尾波干涉(CWI)概述 |
4.2.1 尾波干涉原理 |
4.2.2 尾波干涉在健康监测中的应用 |
4.3 基于波形时移的螺栓预紧力监测 |
4.3.1 波形伸缩法 |
4.3.2 基于尾波时移的螺栓松动指数 |
4.4 螺栓预紧力监测分辨率 |
4.5 基于COMSOL的尾波干涉模拟分析 |
4.5.1 COMSOL功能介绍 |
4.5.2 基于尾波干涉的螺栓预紧力模拟研究 |
4.6 基于尾波干涉技术的螺栓松动实验研究 |
4.6.1 实验试件与装置 |
4.6.2 实验流程 |
4.6.3 实验结果 |
4.6.4 波形分析 |
4.7 本章小结 |
5 基于直达波和尾波的螺栓预紧力协同监测 |
5.1 引言 |
5.2 直达波和尾波对螺栓预紧力敏感度分析 |
5.3 直达波和尾波的螺栓预紧力协同监测实验 |
5.3.1 实验装置与流程 |
5.3.2 实验结果 |
5.3.3 波形分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(3)压电智能骨料的压应力适用范围研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1.绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 智能材料与结构 |
1.2.1 智能材料 |
1.2.2 智能结构 |
1.3 压电效应机理及压电方程 |
1.3.1 压电材料 |
1.3.2 压电效应原理 |
1.3.3 相关参数 |
1.3.4 压电方程 |
1.3.5 基于压电智能材料的监测方法 |
1.4 研究现状及分析 |
1.4.1 基于压电材料的结构健康监测研究现状 |
1.4.2 压电智能骨料性能研究现状 |
1.5 存在的问题及主要研究工作 |
1.5.1 存在的问题 |
1.5.2 主要研究工作 |
1.6 论文思路与结构 |
2.压电智能骨料保护层的损伤特征研究 |
2.1 引言 |
2.2 压电智能骨料的构成 |
2.3 基本原理 |
2.4 试验设计 |
2.4.1 试验设备 |
2.4.2 扫频范围的确定 |
2.4.3 试验步骤 |
2.4.4 试验结果及分析 |
2.5 数值模拟 |
2.5.1 有限元模型的建立 |
2.5.2 数值结果及分析 |
2.6 本章小结 |
3.静荷载条件下的压应力适用范围 |
3.1 引言 |
3.2 试验设计 |
3.2.1 试验参数确定 |
3.2.2 试验步骤 |
3.3 试验结果及分析 |
3.4 本章小结 |
4.冲击荷载条件下的压应力适用范围 |
4.1 引言 |
4.2 试验设计 |
4.2.1 试验设备 |
4.2.2 SHPB试验原理 |
4.2.3 压电智能骨料电荷量的采集 |
4.2.4 试验步骤 |
4.2.5 试验结果及分析 |
4.3 本章小结 |
5.结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录 A 正文中省略的图表 |
致谢 |
(4)基于分形理论的分布式光纤冲击监测技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表 |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.1.1 航空航天器冲击监测研究背景 |
1.1.2 分形理论特征提取研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 冲击监测技术研究现状 |
1.2.2 分形特征提取技术的研究现状 |
1.3 本文研究意义及内容 |
1.3.1 本文研究意义 |
1.3.2 本文研究内容 |
第二章 基于分形理论的光纤冲击信号处理方法 |
2.1 光纤FBG传感机理 |
2.1.1 光纤布拉格光栅应变传感模型 |
2.1.2 光纤布拉格光栅温度传感模型 |
2.1.3 光纤光栅传感器应变和温度特性验证实验 |
2.2 基于分形理论的光纤光栅冲击信号处理方法 |
2.2.1 分形的定义和性质 |
2.2.2 分形维数及其计算方法 |
2.2.3 多重分形 |
2.2.4 分形滤波去噪 |
2.2.5 分形滤波实例说明 |
2.3 本章小结 |
第三章 基于频域幅值能量的冲击载荷定位方法研究 |
3.1 冲击载荷定位理论研究 |
3.1.1 小波和小波包分析技术 |
3.1.2 FBG冲击响应信号预处理原理 |
3.2 四边固支铝合金板结构冲击载荷试验系统搭建 |
3.3 FBG冲击响应信号分析 |
3.4 冲击载荷定位算法研究 |
3.4.1 小波全频段信号幅值能量特征提取方法 |
3.4.2 冲击载荷定位算法研究 |
3.5 定位结果分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于分形关联维数的冲击载荷定位方法研究 |
4.1 关联维数G-P计算方法 |
4.2 冲击载荷试验系统 |
4.3 冲击响应信号分析 |
4.4 冲击载荷定位原理 |
4.4.1 冲击载荷区域辨识 |
4.4.2 冲击载荷精确坐标定位 |
4.5 冲击结果分析 |
4.5.1 冲击载荷区域辨识结果 |
4.5.2 冲击载荷精确坐标辨识结果 |
4.6 本章小结 |
第五章 基于MF-DFA方法的复合材料板结构冲击定位方法研究 |
5.1 多重分形去趋势波动分析(MF-DFA)方法 |
5.1.1 MF-DFA简介 |
5.1.2 MF-DFA多重分形参数 |
5.1.3 由MF-DFA得到的多重分形奇异谱参数的物理意义 |
5.2 基于多重分形去趋势波动分析的冲击载荷定位方法 |
5.2.1 实验系统 |
5.2.2 冲击点信号与冲击位置关系 |
5.3 定位算法 |
5.3.1 冲击载荷区域辨识 |
5.3.2 冲击载荷精确坐标定位 |
5.4 结果分析 |
5.4.1 冲击载荷区域辨识结果 |
5.4.2 冲击载荷区域辨识结果 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文工作总结 |
6.2 进一步展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及学术论文 |
(5)埋入式光纤光栅复合材料结构冲击监测研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
注释表 |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.1.1 航空航天飞行器复合材料冲击监测研究背景 |
1.1.2 复合材料蜂窝夹芯结构冲击监测研究背景 |
1.1.3 分形特征提取技术研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 复合材料层合板冲击监测研究现状 |
1.2.2 复合材料与光纤光栅一体化集成研究现状 |
1.2.3 复合材料蜂窝夹芯结构冲击监测研究现状 |
1.2.4 分形特征提取技术研究状况 |
1.3 本文研究意义及内容 |
1.3.1 本文研究意义 |
1.3.2 本文研究内容 |
第二章 埋入式光纤光栅应变传感特性研究 |
2.1 光纤FBG传感机理 |
2.2 光纤光栅与复合材料蜂窝夹芯结构一体化集成 |
2.2.1 复合材料蜂窝夹芯结构层合板成型方式研究 |
2.2.2 内埋光纤光栅传感器存活率和引出保护方式研究 |
2.2.3 光纤光栅存活率提高方法 |
2.3 埋入式FBG传感器静载应变敏感特性研究 |
2.3.1 埋入式FBG静载应变响应评估系统搭建 |
2.3.2 埋入式FBG传感器与加载点距离关系研究 |
2.3.3 埋入式FBG传感器与加载载荷关系研究 |
2.3.4 埋入式FBG传感器与加载点角度关系研究 |
2.4 埋入式FBG传感器冲击敏感特性研究 |
2.4.1 埋入式FBG传感器冲击监测系统 |
2.4.2 埋入式FBG传感器与冲击点距离关系研究 |
2.4.3 埋入式FBG传感器与冲击点角度关系研究 |
2.5 本章小结 |
第三章 埋入式光纤光栅薄壁蜂窝结构冲击监测研究 |
3.1 小波和小波包分解技术 |
3.1.1 小波分析 |
3.1.2 小波包分析 |
3.2 最大向量内积冲击定位原理 |
3.2.1 基于小波分解的冲击响应信号的预处理原理 |
3.2.2 基于小波包分析技术冲击特征向量的构建原理 |
3.2.3 基于最大向量内积定位的原理 |
3.3 复合材料蜂窝夹芯结构冲击实验系统构建 |
3.4 不同埋入层光纤光栅冲击响应信号分析 |
3.4.1 光纤光栅冲击响应信号预处理 |
3.4.2 冲击响应信号分析 |
3.5 冲击特征向量的构建 |
3.6 冲击载荷位置识别 |
3.7 本章小结 |
第四章 基于EMD分形冲击监测研究 |
4.1 EMD分解 |
4.2 分形理论 |
4.2.1 分形空间 |
4.2.2 几种常见的分形维数 |
4.3 HAUSDORFF距离 |
4.4 实验系统 |
4.4.1 基于EMD分形冲击定位算法原理 |
4.4.2 冲击响应信号处理与分析 |
4.5 测试结果分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文工作总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及学术论文 |
(6)基于分形理论关联维数的钢桁架损伤检测研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 论文的研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 选题意义 |
1.2 国内外分形理论的研究现状 |
1.2.1 国外研究现状分析 |
1.2.2 国内分形研究现状 |
1.3 关联维数的实际应用 |
1.4 本文研究内容 |
第2章 分形理论关联维数的理论基础 |
2.1 分形理论的理论基础 |
2.1.1 分形的定义 |
2.1.2 分形维数的分类与特征 |
2.1.3 分形维数无标度区的确定方法 |
2.2 关联维数的计算 |
2.2.1 相空间重构 |
2.2.2 关联维数参变量选取 |
2.2.3 关联维数的G-P算法 |
2.3 本章小结 |
第3章 基于关联维数的钢桁架损伤检测方法 |
3.1 理论研究方法 |
3.2 关联维数数值分析 |
3.2.1 钢桁架结构算例 |
3.2.2 节点关联维数参数分析 |
3.3 节点关联维数分析 |
3.3.1 完好工况下节点关联维数分析 |
3.3.2 单损伤工况节点关联维数分析 |
3.3.3 一般多损伤工况下节点关联维数分析 |
3.3.4 特殊多损伤工况下节点关联维数分析 |
3.4 节点关联维数差值损伤分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 随机噪声对钢桁架损伤检测的影响 |
4.1 随机噪声的统计特征与形式 |
4.1.1 随机噪声概率密度函数特征 |
4.1.2 随机噪声涉及的参数 |
4.1.3 随机噪声过程 |
4.2 随机噪声下关联维数模拟对比分析 |
4.2.1 噪声的随机函数 |
4.2.2 噪声下完好工况关联维数分析 |
4.2.3 噪声下单损伤工况关联维数对比分析 |
4.2.4 噪声下多损伤工况关联维数对比分析 |
4.3 节点关联维数差值损伤对比分析 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间所发表的论文 |
致谢 |
(7)多重分形在高温疲劳损伤中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 高温疲劳的研究背景及意义 |
1.2 疲劳损伤的研究背景及发展现状 |
1.2.1 疲劳损伤概述 |
1.2.2 疲劳损伤分类 |
1.2.3 疲劳累积损伤理论 |
1.3 分形及多重分形研究背景及进展 |
1.4 本文的主要内容及组织框架 |
2 高温疲劳损伤试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 高温疲劳试验方案 |
2.2.1 试验材料及试件尺寸 |
2.2.2 试验设备 |
2.2.3 试验条件及方法 |
2.3 试验结果与分析 |
2.3.1 高温疲劳损伤演化过程 |
2.3.2 疲劳累积损伤演化规律 |
3 多重分形及分形谱 |
3.1 引言 |
3.2 多重分形的概念 |
3.2.1 基于测度理论的多重分形描述 |
3.2.2 基于广义维数的多重分形描述 |
3.3 多重分形谱的计算 |
3.4 多重分形参量之间的关系 |
4 多重分形在高温疲劳损伤中的应用 |
4.1 引言 |
4.2 损伤图像的多重分形计算方法 |
4.2.1 概率测度的计算 |
4.2.2 配分函数的计算 |
4.3 高温疲劳损伤的多重分形分析 |
4.3.1 损伤图像的多重分形谱分析 |
4.3.2 损伤图像的多重分形谱谱高分析 |
4.3.3 损伤图像的多重分形谱谱宽分析 |
5 基于多重分形理论的寿命预测 |
5.1 疲劳寿命预测方法 |
5.2 基于多重分形的寿命预测 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(8)分形理论在土木工程领域中的应用(论文提纲范文)
1 分形理论 |
1) 盒维数。 |
2) 自相似维数。 |
2 土木工程中的应用 |
2.1 土木工程材料 |
2.1.1 结构表面裂缝的预测 |
2.1.2 智能复合材料的损伤诊断[7―8] |
2.2 岩土工程 |
2.2.1 岩体质量评价 |
2.2.2 损伤及断裂[10] |
2.3 地震工程 |
2.3.1 地震时空分维分析与预报 |
2.3.2 地震道初至走时 |
2.4 结构损伤检测与故障诊断 |
2.4.1 结构损伤检测 |
2.4.2 机械故障诊断 |
3 结论 |
(9)智能自适应系统的研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 智能材料 |
1.3 智能材料与结构 |
1.4 智能材料与结构的国内外研究现状 |
1.4.1 国外研究现状 |
1.4.2 国内研究现状 |
1.5 智能材料与元件概述 |
1.5.1 光纤传感器 |
1.5.2 形状记忆合金驱动器 |
1.5.3 其他典型智能材料 |
1.6 本文主要内容及研究意义 |
1.6.1 本文研究意义 |
1.6.2 本文主要工作 |
1.7 本章小结 |
第二章 光纤智能材料理论和工作原理 |
2.1 光纤BRAGG 光栅耦合模分析 |
2.1.1 折射率调制和耦合系数 |
2.1.2 耦合模方程及其解析解 |
2.2 光纤BRAGG 光栅传感原理 |
2.2.1 光纤布拉格光栅的温度传感原理 |
2.2.2 光纤布拉格光栅的应变传感原理 |
2.3 光纤光栅解调技术的研究 |
2.3.1 滤波法 |
2.3.2 干涉扫描法解调 |
2.4 光纤传感网络与多路复用技术 |
2.5 本章小结 |
第三章 光纤传感动态解调系统的搭建和实验 |
3.1 基于长周期光栅边缘滤波的解调原理 |
3.2 解调系统的搭建 |
3.2.1 光路系统介绍 |
3.2.2 调理电路系统介绍 |
3.2.3 数据采集 |
3.3 双光栅边缘滤波温度实验 |
3.4 电涡流微位移传感器对比实验 |
3.5 振动监测实验 |
3.6 冲击监测实验 |
3.7 本章小结 |
第四章 形状记忆合金智能材料原理及应用 |
4.1 形状记忆合金智能材料原理 |
4.1.1 形状记忆合金基本概念 |
4.1.2 形状记忆合金的本构关系 |
4.1.3 形状记忆合金的触发方式 |
4.2 形状记忆合金在微型飞行器中的应用 |
4.2.1 研究背景 |
4.2.2 智能结构的设计和制作 |
4.2.3 形状记忆合金智能驱动结构性能测试 |
4.3 本章小结 |
第五章 全文总与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 课题展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间研究成果及发表的学术论文 |
四、智能材料损伤检测的多重分形应用(论文参考文献)
- [1]中国桥梁工程学术研究综述·2021[J]. Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;. 中国公路学报, 2021(02)
- [2]基于压电传感技术的螺栓预紧力监测研究[D]. 陈冬冬. 大连理工大学, 2020(01)
- [3]压电智能骨料的压应力适用范围研究[D]. 霍志涛. 大连理工大学, 2019(02)
- [4]基于分形理论的分布式光纤冲击监测技术研究[D]. 熊稚莉. 南京航空航天大学, 2017(03)
- [5]埋入式光纤光栅复合材料结构冲击监测研究[D]. 史璐. 南京航空航天大学, 2016(03)
- [6]基于分形理论关联维数的钢桁架损伤检测研究[D]. 史立彬. 河北科技大学, 2014(03)
- [7]多重分形在高温疲劳损伤中的应用[D]. 陈楠. 大连理工大学, 2013(09)
- [8]分形理论在土木工程领域中的应用[J]. 姜绍飞,苏莹. 工程力学, 2009(S1)
- [9]智能自适应系统的研究与应用[D]. 朱珠. 南京航空航天大学, 2009(S2)
- [10]分形理论在土木工程领域中的应用[A]. 姜绍飞,苏莹. 第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册), 2008