構(gòu)件疲勞損傷非線性檢測的理論、方法及應(yīng)用

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 背景和意義 1
1.2 疲勞損傷的認(rèn)識(shí)歷程 2
1.3 疲勞損傷檢測技術(shù)的發(fā)展 5
1.3.1 局部檢測技術(shù) 5
1.3.2 全局檢測技術(shù) 8
1.3.3 聲發(fā)射的損傷檢測 17
1.4 問題與任務(wù) 18
參考文獻(xiàn) 22
第2章 錘擊激勵(lì)非線性檢測理論 30
2.1 引言 30
2.2 非線性理論模型 31
2.3 基于非線性模型的損傷檢測理論 35
2.3.1 基于NOFRF的損傷檢測 35
2.3.2 NOFRF的辨識(shí)方法 37
2.3.3 非線性特征指標(biāo)的構(gòu)建 38
2.4 脈沖錘擊激勵(lì)試驗(yàn)方法 40
2.4.1 振動(dòng)激勵(lì)方式的選擇 40
2.4.2 模態(tài)分析輔助選擇激勵(lì)點(diǎn)和測量點(diǎn) 42
2.4.3 測試對(duì)象的柔性支承 44
2.5 錘擊激勵(lì)輸入的Volterra模型辨識(shí) 45
2.5.1 NOFRF理論基礎(chǔ) 46
2.5.2 NOFRF辨識(shí)分析 47
2.5.3 矩形脈沖激勵(lì)下NOFRF的辨識(shí) 50
2.6 錘擊激勵(lì)下NOFRF四種估計(jì)方法 52
2.6.1 錘擊激勵(lì)下基于輸入輸出直接估計(jì)NOFRF 53
2.6.2 基于NARMAX模型與諧波信號(hào)估計(jì)NOFRF 54
2.6.3 基于改進(jìn)的NARMAX模型與諧波信號(hào)估計(jì)NOFRF 56
2.6.4 基于NARMAX模型與矩形脈沖估計(jì)NOFRF 59
2.6.5 數(shù)值仿真和錘擊實(shí)驗(yàn) 61
2.7 錘擊激勵(lì)下SIMO的NOFRF的估計(jì) 69
2.7.1 MIMO系統(tǒng)NOFRF理論基礎(chǔ) 70
2.7.2 SIMO情形NOFRF的估計(jì) 73
2.7.3 SIMO數(shù)值仿真分析 74
2.8 本章小結(jié) 78
參考文獻(xiàn) 79
第3章 構(gòu)建NOFRF損傷檢測指標(biāo) 84
3.1 引言 84
3.2 NOFRF熵檢測指標(biāo) 85
3.2.1 信息熵及其檢測原理 85
3.2.2 NOFRF熵檢測指標(biāo)構(gòu)建 87
3.2.3 NOFRF熵檢測指標(biāo)的檢測驗(yàn)證 89
3.3 NOFRF復(fù)雜度熵檢測指標(biāo) 90
3.3.1 復(fù)雜度概念及檢測原理 90
3.3.2 NOFRF頻域復(fù)雜度熵檢測指標(biāo)構(gòu)建 91
3.3.3 NOFRF復(fù)雜度熵檢測指標(biāo)的仿真驗(yàn)證 92
3.4 NOFRF散度檢測指標(biāo) 95
3.4.1 散度概念及檢測原理 95
3.4.2 散度檢測指標(biāo)構(gòu)建 97
3.4.3 散度檢測指標(biāo)的仿真驗(yàn)證 102
3.5 NOFRF檢測指標(biāo)的檢測分析 106
3.5.1 由NOFRF構(gòu)建的檢測指標(biāo) 106
3.5.2 NOFRF檢測實(shí)驗(yàn)分析 109
3.6 本章小結(jié) 114
參考文獻(xiàn) 114
第4章 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的疲勞損傷檢測 118
4.1 引言 118
4.2 連桿體的模態(tài)分析 118
4.2.1 連桿體建模 119
4.2.2 連桿體的模態(tài)分析 120
4.3 連桿體的固有頻率測試 121
4.3.1 連桿體錘擊激勵(lì)測試方法 121
4.3.2 連桿體聲振掃頻實(shí)驗(yàn)測試 123
4.3.3 兩種測試方法的對(duì)比 124
4.3.4 舊連桿體固有頻率測試分析 126
4.4 柴油機(jī)舊連桿非線性檢測研究 129
4.4.1 錘擊激勵(lì)連桿的NOFRF估計(jì) 129
4.4.2 連桿的NOFRF熵指標(biāo)NE檢測 131
4.4.3 連桿的NOFRF頻譜復(fù)雜度熵IFEn檢測 133
4.4.4 連桿的NOFRF散度檢測 135
4.5 本章小結(jié) 136
參考文獻(xiàn) 136
第5章 裝載機(jī)變速箱箱體的疲勞損傷檢測 138
5.1 引言 138
5.2 變速箱箱體檢測的錘擊實(shí)驗(yàn) 139
5.2.1 變速箱箱體模態(tài)分析 139
5.2.2 變速箱箱體錘擊實(shí)驗(yàn)的支承 143
5.2.3 變速箱箱體檢測的錘擊實(shí)驗(yàn) 145
5.3 變速箱箱體的NOFRF檢測 147
5.3.1 NOFRF的Fe和NE指標(biāo)檢測 148
5.3.2 NOFRF綜合檢測指標(biāo) 154
5.3.3 變速箱箱體損傷區(qū)域顏色標(biāo)識(shí) 155
5.4 本章小結(jié) 157
參考文獻(xiàn) 157
第6章 列車輪對(duì)的疲勞損傷檢測 159
6.1 引言 159
6.2 列車輪對(duì)故障檢測研究現(xiàn)狀 159
6.3 NOFRF-KL損傷檢測指標(biāo) 161
6.4 列車輪對(duì)的有限元分析 168
6.4.1 列車輪對(duì)三維建模 168
6.4.2 列車輪對(duì)模態(tài)分析 169
6.4.3 列車輪對(duì)受力分析 171
6.5 輪對(duì)錘擊激勵(lì)實(shí)驗(yàn) 174
6.5.1 錘擊試驗(yàn)方案 174
6.5.2 錘擊實(shí)驗(yàn)規(guī)范及數(shù)據(jù)預(yù)處理 176
6.6 輪對(duì)損傷評(píng)估 176
6.6.1 輪對(duì)的錘擊檢測評(píng)估 177
6.6.2 評(píng)估結(jié)果討論 186
6.7 本章小結(jié) 187
參考文獻(xiàn) 187
第7章 電力支柱絕緣子的損傷檢測 190
7.1 引言 190
7.2 絕緣子常規(guī)檢測方法 191
7.2.1 出廠前絕緣子的檢測 191
7.2.2 掛網(wǎng)運(yùn)行后絕緣子的檢測 191
7.3 支柱瓷絕緣子的有限元分析 194
7.3.1 有限元?jiǎng)恿W(xué)分析基本原理 194
7.3.2 支柱瓷絕緣子建模 196
7.3.3 支柱瓷絕緣子模態(tài)分析 197
7.3.4 支柱瓷絕緣子的諧波響應(yīng)分析 202
7.4 支柱瓷絕緣子損傷檢測仿真研究 207
7.4.1 時(shí)間歷程分析基礎(chǔ) 207
7.4.2 支柱瓷絕緣子常見損傷形式 208
7.4.3 呼吸裂紋模型設(shè)置 209
7.4.4 諧波檢測法仿真分析 210
7.4.5 NOFRF檢測法仿真分析 214
7.4.6 呼吸裂紋參數(shù)檢測敏感性分析 216
7.5 支柱瓷絕緣子損傷檢測實(shí)驗(yàn)研究 218
7.5.1 聲振諧波實(shí)驗(yàn)檢測 218
7.5.2 NOFRF實(shí)驗(yàn)檢測 221
7.6 本章小結(jié) 223
參考文獻(xiàn) 223
第8章 超聲非線性檢測的理論基礎(chǔ) 226
8.1 引言 226
8.2 超聲非線性檢測的基礎(chǔ) 226
8.2.1 超聲非線性效應(yīng) 226
8.2.2 超聲非線性技術(shù)的理論研究 228
8.2.3 超聲非線性技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究 229
8.3 超聲非線性信號(hào)的混沌特性 234
8.3.1 混沌與分形的基本概念 234
8.3.2 混沌分形特征量及估算方法 235
8.3.3 超聲非線性信號(hào)的混沌特性分析 237
8.4 超聲非線性信號(hào)的杜芬檢測 241
8.4.1 杜芬振子的動(dòng)力學(xué)特性分析 241
8.4.2 Duffing振子檢測系統(tǒng)構(gòu)建 244
8.4.3 Duffing振子檢測檢測結(jié)果 248
8.5 本章小結(jié) 254
參考文獻(xiàn) 255
第9章 超聲非線性檢測應(yīng)力 262
9.1 引言 262
9.2 金屬零部件應(yīng)力狀態(tài)的超聲非線性表征 263
9.2.1 超聲波檢測殘余應(yīng)力的基本原理 263
9.2.2 LCR波非線性檢測應(yīng)力的機(jī)理 266
9.2.3 金屬試件應(yīng)力狀態(tài)的超聲非線性系數(shù)表征 267
9.3 金屬零部件應(yīng)力狀態(tài)的檢測 276
9.3.1 金屬試件應(yīng)力的檢測原理 276
9.3.2 x方向上應(yīng)力估算 277
9.3.3 不同方向(x1、x2)的應(yīng)力估算 282
9.4 本章小結(jié) 284
參考文獻(xiàn) 285
第10章 疲勞損傷的超聲非線性檢測 287
10.1 引言 287
10.2 金屬試件疲勞損傷的超聲非線性檢測機(jī)理 287
10.2.1 混頻技術(shù)的非線性理論 288
10.2.2 共線混頻技術(shù)預(yù)測金屬試件疲勞壽命的機(jī)理 289
10.2.3 疲勞斷口形態(tài)分析 296
10.3 疲勞損傷的非共線混頻檢測方法 298
10.3.1 非共線混頻檢測原理 299
10.3.2 疲勞損傷檢測分析 303
10.3.3 不可見疲勞裂紋的定位 306
10.3.4 不可見疲勞裂紋的長度測量 309
10.4 本章小結(jié) 311
參考文獻(xiàn) 312
第11章 壓榨機(jī)齒輪早期疲勞損傷的超聲非線性檢測 313
11.1 引言 313
11.2 壓榨機(jī)齒輪的無損檢測方法 314
11.3 碳素結(jié)構(gòu)鋼的特性分析 315
11.4 壓榨機(jī)齒輪的非線性特性分析 319
11.4.1 實(shí)際齒輪的檢測實(shí)驗(yàn) 320
11.4.2 齒輪根部的非線性特性分析 323
11.4.3 齒中部的非線性特性分析 325
11.5 本章小結(jié) 326
參考文獻(xiàn) 327
第12章 總結(jié) 328
12.1 檢測理論和方法 328
12.1.1 基于NOFRF全局檢測 328
12.1.2 基于超聲非線性局部檢測 329
12.1.3 檢測試驗(yàn)效果 331
12.2 存在問題和不足 332
后記