基于非线性Lamb波的板状结构微裂缝识别机理与算法

为了研究复合板微小剥离损伤诱发二次谐波机理,提出一种基于超声Lamb波非线性系数的水平向微裂缝识别方法。通过薄板结构的一维波动方程,推导并阐述了非线性系数的概念; 采用有限元数值分析法,研究了基于二次谐波的损伤识别原理,并对复合板微裂缝的宽度、长度和激励信号的幅值、频厚积等参数对超声Lamb波非线性系数β的影响进行模拟分析,通过试验验证了模拟结果的正确性。结果表明:随着微裂纹宽度增加,非线性系数呈非线性减小; 随着微裂纹长度增加,非线性系数值先增加后减小; 随着外部激励幅值的增加,非线性系数值基本不变; 随着频厚积的增加,非线性系数值在结构自振频率对应的频厚积处呈现最大值; 利用非线性系数β能够有效表征非线性应力波与微损伤几何特征之间的关系; 基于超声Lamb波非线性系数的水平向微裂缝识别方法是可行的。     

基于粒子群优化的细菌觅食优化算法

细菌觅食优化算法(BFOA)具有全局搜索能力强的优点,但存在收敛速度慢的缺陷.为了解决以上问题,结合收敛速度快的粒子群优化算法,提出一种基于粒子群优化的细菌觅食优化算法(BF-PSO),该改进的优化算法具有可操作性和优越性.选用测试函数和对PID控制参数整定的实例进行Matlab仿真,结果进一步显示了BF-PSO的优化能力优于BFOA,收敛速度快,且具有较好的鲁棒性.     

利用悬挂水箱减震的控制参数分析

利用Housner提出的集中质量法建立水箱液体振动的力学模型，得出计算脉冲质量和振动质量的计算公式；利用悬挂水箱的特点，建立水箱—结构体系的多自由度计算模型，得出了考虑摆长影响的质量和刚度的计算公式；针对所提出模型，定量的分析了各种参数对结构体系减振效果的影响规律；得出几种对工程应用有益的结论，研究的结果表明，水箱的尺寸、摆长、阻尼、质量比、频率比的参数对减振的效果起着重要的作用，合理选取这些参数可以有效减小结构在地震荷载作用下的振动反应，研究的结论为该体系的进一步应用奠定了基础。     

桥梁结构振动控制发展综述

综述了桥梁结构振动控制领域的理论研究及应用的发展现状，阐述了桥梁结构的被动控制装置、主动控制装置、半主动控制装置、混合控制装置以及控制装置的试验与应用，并介绍了传统控制算法及智能控制算法及其使用情况，最后对桥梁结构振动控制的发展趋势提出几点看法。     

利用压电导波层状管道结构的损伤识别

目的绘制层状管道结构导波的频散曲线,提出一种利用压电超声导波层状管道结构损伤识别方法.方法利用Navier方程及边界条件建立频散方程并进行数值求解,分别绘制出空管和充液两种情况下的导波频散曲线.为了验证理论分析结果,利用压电导波试验方法,对一个长2 m的层状空管和层状充液管道中的人工周向缺陷进行识别.结果导波的频散和衰减程度较弱的L(0,1)模态适合于层状充液管道中的损伤识别.随着导波频率的增加,频散效应逐渐增加,损伤识别能力也逐渐下降.对于充液管道,导波能量会通过液体中传播,降低损伤识别的精度.结论在对层状充液管道进行损伤识别时,应根据频散、衰减和导波结构等传播特性选取合适的纵向模态.利用压电导波进行层状管道结构损伤识别是十分有效的.     

利用时间反转法的钢管混凝土密实性检测试验

目的 利用压电陶瓷波动法并结合时间反转技术对钢管混凝土构件的密实性进行检测,以弥补已有技术对于混凝土密实性检测需健康信号作对比的不足.方法 将压电陶瓷预埋在小体积混凝土中,制成具有发射和接收双重功能的“智能骨料”,并预埋在钢管混凝土中的指定位置.对比原始信号与重构信号,并引入指标TR和SYM评价两者之间的差异,从而实现混凝土的密实性判定.结果 对于试验中不同类型和不同大小的缺陷,密实性评价指标TR和SYM能够准确识别.根据试验推断出人工缺陷的相对大小与实际情况相符.结论 笔者提出的方法能有效地检测钢管混凝土的密实性,应用于实际工程切实可行.     

基于时间反转法的管道周向裂缝损伤检测

目的 研究采用超声导波检测管道中可能存在的周向裂纹的损伤形式,验证时间反转法在管道超声检测中的应用效果.方法 建立了一套试验系统,将不同传感器接收到的声源发射信号,按其时间历程的反向过程重新向介质发射回去,使得信号先到后发、后到先发,同时回到波源处,可以有效地实现声源信号的重构,然后进行参数分析.结果 缺陷深度贯穿壁厚时,导波的反射系数随周向长度的增加而同比线性增加,要比反转前反射系数增加5倍以上,通过分析缺陷周向长度对导波的反射系数的影响,可以近似估计缺陷的尺寸.结论 应用信号时间反转法可以实现信号的聚焦增益,可以提高声波信号在固体介质中的信噪比,对于超声导波在管道缺陷的无损检测的进一步应用,具有很重要的现实意义,对实际工程具有具体指导作用.     

Lamb波频散曲线的数值计算及试验验证

Lamb波的频散曲线是进行超声Lamb波无损检测的重要依据.本文对Rayleigh-Lamb方程进行了分析,给出了无限大板中Lamb波频散曲线的数值计算方法,通过Matlab 软件对求解过程进行编程,绘制出Lamb波在铝板中传播的相速度和群速度曲线,并通过试验进行了验证,对推广应用Lamb波进行无损检测具有实际意义.     

配置无粘结预应力筋的板柱节点抗冲切性能试验

通过理论分析和试验研究，阐述了配置无粘结预应力筋的混凝土板的破坏形态和特征，并讨论了预应力钢筋的不同布置方式对节点冲切承载力和变形的影响．结果表明合理配置预应力钢筋的板既能提高冲切承载力，又能改善板柱节点的延性；预应力钢筋的配置位置和有效预应力的大小，对节点的承载能力和变形能力的影响较大，可有效提高承载能力．笔者提出了配置预应力筋的板柱节点构件抗冲切强度公式计算结果与试验结果符合良好．     

钢─混凝土组合梁连接件的综合评述

论述钢一混凝土组合梁连接件的发展简史、常见形式和受力特点．重点介绍国内外普遍采用的栓钉连接件的受力特点、试验方法以及设计中应注意的问题．