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利用壓電超聲導(dǎo)波時間反轉(zhuǎn)法的管道結(jié)構(gòu)裂紋監(jiān)測研究

利用壓電超聲導(dǎo)波時間反轉(zhuǎn)法的管道結(jié)構(gòu)裂紋監(jiān)測研究

出版社：化學(xué)工業(yè)出版社出版時間：2022-05-01
開本： 16開 頁數(shù)： 152
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利用壓電超聲導(dǎo)波時間反轉(zhuǎn)法的管道結(jié)構(gòu)裂紋監(jiān)測研究 版權(quán)信息

利用壓電超聲導(dǎo)波時間反轉(zhuǎn)法的管道結(jié)構(gòu)裂紋監(jiān)測研究 本書特色

本書對壓電超聲導(dǎo)波時間反轉(zhuǎn)法在管道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，在國內(nèi)首次對充液埋地管道結(jié)構(gòu)的裂紋監(jiān)測進(jìn)行了理論和試驗研究，具有很高的創(chuàng)新性和試驗指導(dǎo)價值

利用壓電超聲導(dǎo)波時間反轉(zhuǎn)法的管道結(jié)構(gòu)裂紋監(jiān)測研究 內(nèi)容簡介

本書為對管道無損檢測領(lǐng)域一些前瞻性研究的探討。本書在國內(nèi)搶先發(fā)售對崇業(yè)埋地管道結(jié)構(gòu)的裂紋監(jiān)測進(jìn)行了理論和試驗研究，開發(fā)了一套快捷準(zhǔn)確的試驗系統(tǒng)，對準(zhǔn)確判斷管道結(jié)構(gòu)完整性、提高其監(jiān)測水平具有重要的現(xiàn)實意義。本書的主要內(nèi)容包括：推導(dǎo)出管道超聲導(dǎo)波的時間反轉(zhuǎn)聚焦基本公式；對窄帶激勵信號激勵下的超聲導(dǎo)波信號聚焦進(jìn)行了理論分析和試驗研究；對超聲導(dǎo)波不同模態(tài)下空管中各種裂紋的敏感性進(jìn)行了理論分析和試驗驗證；根據(jù)三維彈性波動理論，通過在土中波的標(biāo)量勢中引入第二類Hankel函數(shù)，對管道-土體系中的導(dǎo)波傳播的波動方程進(jìn)行了求解。 本書可供結(jié)構(gòu)、機(jī)械、石油、市政等結(jié)構(gòu)健康相關(guān)領(lǐng)域的研究人員、技術(shù)人員以及從事相關(guān)研究的在校師生參考使用。

利用壓電超聲導(dǎo)波時間反轉(zhuǎn)法的管道結(jié)構(gòu)裂紋監(jiān)測研究 目錄

第1章 緒論 001
1.1 研究背景及意義 002
1.2 研究歷史和現(xiàn)狀 004
1.2.1 國外研究歷史和現(xiàn)狀 004
1.2.2　國內(nèi)研究歷史和現(xiàn)狀 007
1.3 基于壓電材料的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測 009
1.3.1　基于壓電材料的被動監(jiān)測 009
1.3.2　基于壓電材料的主動監(jiān)測 010
1.4 主要研究內(nèi)容及特色 011
1.5 本章小結(jié) 013

第2章 壓電效應(yīng)與超聲導(dǎo)波的基本理論 014
2.1 壓電材料基本性能 015
2.1.1　壓電材料與壓電效應(yīng) 015
2.1.2　壓電作動器與傳感器 017
2.2 超聲導(dǎo)波的基本概念與分類 018
2.3 群速度和相速度 019
2.4 導(dǎo)波的多模態(tài)和頻散現(xiàn)象 021
2.5 周向?qū)Р?023
2.6 柱面導(dǎo)波 026
2.7 空心圓管中導(dǎo)波模態(tài)分析 032
2.7.1　L模態(tài) 033
2.7.2 T模態(tài) 035
2.7.3　F模態(tài) 037
2.8 本章小結(jié) 040

第3章 壓電超聲導(dǎo)波時間反轉(zhuǎn)基本理論及試驗驗證 041
3.1 概述 042
3.2 時間反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的技術(shù)背景 043
3.2.1　時間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)在超聲領(lǐng)域中的發(fā)展 043
3.2.2　固體中的時間反轉(zhuǎn)技術(shù)及研究現(xiàn)狀 044
3.3 超聲導(dǎo)波時間反轉(zhuǎn)聚焦分析 045
3.3.1　單個作動器/傳感器的超聲導(dǎo)波時間反轉(zhuǎn)過程 045
3.3.2　多個傳感器的超聲導(dǎo)波時間反轉(zhuǎn)聚焦過程 047
3.4 時間反轉(zhuǎn)法在板中試驗驗證 049
3.4.1　單個壓電作動器/傳感器對超聲導(dǎo)波的時間反轉(zhuǎn)聚焦試驗及結(jié)果 051
3.4.2　多個壓電作動器/傳感器對超聲導(dǎo)波的時反聚焦試驗及結(jié)果 053
3.5 本章小結(jié) 056

第4章 管道結(jié)構(gòu)壓電超聲導(dǎo)波裂紋監(jiān)測數(shù)值模擬 057
4.1 有限元數(shù)值模型 058
4.1.1　單元選取 058
4.1.2　模型建立 059
4.2 超聲導(dǎo)波管道裂紋監(jiān)測中激勵頻率和模態(tài)選擇 060
4.2.1　激勵信號選取 061
4.2.2　激勵信號周期 062
4.2.3　截止頻率 064
4.3 時間反轉(zhuǎn)法的基本流程 065
4.4 全信號取點率對監(jiān)測能力的影響 066
4.5 模擬及結(jié)果分析 069
4.5.1　周向裂紋 069
4.5.2　軸向裂紋 074
4.5.3　斜向裂紋 079
4.6 本章小結(jié) 084

第5章 空心直管結(jié)構(gòu)壓電超聲導(dǎo)波裂紋監(jiān)測試驗 086
5.1 管道結(jié)構(gòu)超聲導(dǎo)波裂紋監(jiān)測理論 087
5.2 試驗?zāi)繕?biāo)與試驗系統(tǒng) 088
5.2.1　試驗?zāi)繕?biāo) 088
5.2.2　試驗系統(tǒng) 088
5.3 無缺陷管道超聲導(dǎo)波監(jiān)測試驗 089
5.4 時間反轉(zhuǎn)導(dǎo)波監(jiān)測試驗 093
5.4.1　時間反轉(zhuǎn)導(dǎo)波監(jiān)測試驗過程 093
5.4.2　含周向裂紋管道結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測 094
5.4.3　含軸向裂紋管道結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測 098
5.4.4　含斜向裂紋管道結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測 103
5.5 本章小結(jié) 108

第6章 充液埋地管道結(jié)構(gòu)超聲導(dǎo)波理論研究與裂紋監(jiān)測試驗 109
6.1 充液埋地管道結(jié)構(gòu)超聲導(dǎo)波監(jiān)測理論 110
6.2 試驗系統(tǒng) 115
6.3 基于縱向?qū)Рǖ某湟郝竦刂惫苄绷鸭y監(jiān)測 116
6.3.1　縱向?qū)Рǖ念l散曲線和激勵頻率的選擇 116
6.3.2　試驗結(jié)果及分析 119
6.3.3　含不同角度斜裂紋管道結(jié)構(gòu)損傷時間反轉(zhuǎn)監(jiān)測 120
6.4 基于扭轉(zhuǎn)模態(tài)導(dǎo)波的埋地充液直管軸向裂紋監(jiān)測 125
6.4.1　扭轉(zhuǎn)導(dǎo)波激勵頻率的選擇 125
6.4.2　試驗系統(tǒng) 126
6.4.3　試驗結(jié)果及分析 128
6.4.4　時間反轉(zhuǎn)結(jié)果及分析 130
6.5 基于縱向?qū)Рǖ膹澒芎缚p監(jiān)測 132
6.5.1　理論分析 132
6.5.2　試驗系統(tǒng) 134
6.5.3　試驗結(jié)果與分析 135
6.6 本章小結(jié) 139

第7章 結(jié)論與展望 140
7.1 結(jié)論 141
7.2 創(chuàng)新點摘要 143
7.3 展望 144

主要符號表 146

參考文獻(xiàn) 148
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