基于超声导波的混凝土泵车臂架的损伤监测方法研究

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1、中图分类号：TB551，TB553论文编号：102870115-S196学科分类号：080400硕士学位论文基于超声导波的混凝土泵车臂架的损伤监测方法研究研究生姓名单胜博学科、专业飞行器设计研究方向智能监测与控制指导教师裘进浩教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringDamageMonitoringfortheCraneStr

2、uctureofConcretePumpTrucksBasedOnUltrasonicGuidedWavesAThesisinFlightVehicleDesignByShengboShanAdvisedbyProf.JinhaoQiuSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致

3、谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要臂架作为混凝土泵车的主要承力结构，其安全性与可靠性备受关注。基于超声导波的结构健康监测方法对损伤敏感，且监测范围大，在混凝土泵车臂架的监测中有很好的应用前景。本文以混凝土泵车

4、臂架为研究对象，深入研究与分析了基于Lamb波的健康监测方法。首先，介绍了板中的Lamb波理论，详细论述了Lamb波的频散特性以及多模态特性。完成了基于Lamb波的损伤监测硬件系统的搭建，利用LabVIEW程序软件设计了监测系统的工作方式，实现自动化损伤监测。其次，阐述了基于Lamb波的损伤监测中的激励信号频率的选择方法。利用ABAQUS软件研究结构中的损伤对Lamb波传播特性的影响，分析不同程度的损伤与损伤散射Lamb波幅值之间的关系。再次，采用复Morlet小波变换提取响应信号中的损伤特征，为损伤监测提供依据。详

5、细阐述了延时—累加损伤定位算法，并联合本文提出的自适应有效数据提取方法对实验室中钢板上的损伤进行定位。设计并建立了支持向量机模型，对准确定位后的损伤进行损伤程度评估。最后，对混凝土泵车臂架进行在线监测。提出了一种基于自定义损伤指标的多损伤诊断方法，判断结构中损伤的存在性。采用自适应损伤定位算法对存在损伤的子区域进行损伤定位，并分析了系统设定速度误差对定位准确性的影响。提出了一种边界处理方法，提升了损伤定位图像的直观性。设计了一种基于主动冲击激励的无基准损伤定位方法，利用监测区域的对称性实现了准确的损伤定位。关键词：L

6、amb波；结构健康监测；小波变换；损伤定位成像；支持向量机基金资助：国家863项目（No.2013AA041105）；国家重点实验室自主课题团队项目（No.0513G01）;国家重点实验室开放课题项目（No.MCMS-0514K01）;中央高校基本科研业务费专项资金资助（No.NE2015001）;江苏高校优势学科建设工程资助项目；南京航空航天大学研究生创新基地（实验室）开放基金资助项目（No.kfjj20130202）；本课题在机械结构力学及控制国家重点实验室研究完成。I基于超声导波的混凝土泵车臂架的损伤监测方法研

7、究ABSTRACTThesafetyandreliabilityofthecantilevercranewhichisthemainbearingstructureofaconcretepumptruckhasbeenreceivingincreasingattention.Forthisspecificrequirement,structuralhealthmonitoring(SHM)usingguidedwavesisconsideredasoneofthemostpromisingtechnologiesth

8、ankstoitspotentialsoflargemonitoringrangeandhighsensitivitytosmalldefects.Inordertoapplythistechnologytothespecialstructureofthecraneoftheconcretepumptruck,thisthesismainlyf