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 疲勞損傷的認識歷程 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 22
第2章 錘擊激勵非線性檢測理論 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的辨識方法 37
2.3.3 非線性特征指標的構(gòu)建 38
2.4 脈沖錘擊激勵試驗方法 40
2.4.1 振動激勵方式的選擇 40
2.4.2 模態(tài)分析輔助選擇激勵點和測量點 42
2.4.3 測試對象的柔性支承 44
2.5 錘擊激勵輸入的Volterra模型辨識 45
2.5.1 NOFRF理論基礎(chǔ) 46
2.5.2 NOFRF辨識分析 47
2.5.3 矩形脈沖激勵下NOFRF的辨識 50
2.6 錘擊激勵下NOFRF四種估計方法 52
2.6.1 錘擊激勵下基于輸入輸出直接估計NOFRF 53
2.6.2 基于NARMAX模型與諧波信號估計NOFRF 54
2.6.3 基于改進的NARMAX模型與諧波信號估計NOFRF 56
2.6.4 基于NARMAX模型與矩形脈沖估計NOFRF 59
2.6.5 數(shù)值仿真和錘擊實驗 61
2.7 錘擊激勵下SIMO的NOFRF的估計 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 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 79
第3章 構(gòu)建NOFRF損傷檢測指標 84
3.1 引言 84
3.2 NOFRF熵檢測指標 85
3.2.1 信息熵及其檢測原理 85
3.2.2 NOFRF熵檢測指標構(gòu)建 87
3.2.3 NOFRF熵檢測指標的檢測驗證 89
3.3 NOFRF復(fù)雜度熵檢測指標 90
3.3.1 復(fù)雜度概念及檢測原理 90
3.3.2 NOFRF頻域復(fù)雜度熵檢測指標構(gòu)建 91
3.3.3 NOFRF復(fù)雜度熵檢測指標的仿真驗證 92
3.4 NOFRF散度檢測指標 95
3.4.1 散度概念及檢測原理 95
3.4.2 散度檢測指標構(gòu)建 97
3.4.3 散度檢測指標的仿真驗證 102
3.5 NOFRF檢測指標的檢測分析 106
3.5.1 由NOFRF構(gòu)建的檢測指標 106
3.5.2 NOFRF檢測實驗分析 109
3.6 本章小結(jié) 114
參考文獻 114
第4章 柴油發(fā)動機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 連桿體錘擊激勵測試方法 121
4.3.2 連桿體聲振掃頻實驗測試 123
4.3.3 兩種測試方法的對比 124
4.3.4 舊連桿體固有頻率測試分析 126
4.4 柴油機舊連桿非線性檢測研究 129
4.4.1 錘擊激勵連桿的NOFRF估計 129
4.4.2 連桿的NOFRF熵指標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 136
第5章 裝載機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驗 139
5.2.1 變速箱箱體模態(tài)分析 139
5.2.2 變速箱箱體錘擊實驗的支承 143
5.2.3 變速箱箱體檢測的錘擊實驗 145
5.3 變速箱箱體的NOFRF檢測 147
5.3.1 NOFRF的Fe和NE指標檢測 148
5.3.2 NOFRF綜合檢測指標 154
5.3.3 變速箱箱體損傷區(qū)域顏色標識 155
5.4 本章小結(jié) 157
參考文獻 157
第6章 列車輪對的疲勞損傷檢測 159
6.1 引言 159
6.2 列車輪對故障檢測研究現(xiàn)狀 159
6.3 NOFRF-KL損傷檢測指標 161
6.4 列車輪對的有限元分析 168
6.4.1 列車輪對三維建模 168
6.4.2 列車輪對模態(tài)分析 169
6.4.3 列車輪對受力分析 171
6.5 輪對錘擊激勵實驗 174
6.5.1 錘擊試驗方案 174
6.5.2 錘擊實驗規(guī)范及數(shù)據(jù)預(yù)處理 176
6.6 輪對損傷評估 176
6.6.1 輪對的錘擊檢測評估 177
6.6.2 評估結(jié)果討論 186
6.7 本章小結(jié) 187
參考文獻 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 有限元動力學分析基本原理 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驗研究 218
7.5.1 聲振諧波實驗檢測 218
7.5.2 NOFRF實驗檢測 221
7.6 本章小結(jié) 223
參考文獻 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)的實驗研究 229
8.3 超聲非線性信號的混沌特性 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 超聲非線性信號的混沌特性分析 237
8.4 超聲非線性信號的杜芬檢測 241
8.4.1 杜芬振子的動力學特性分析 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 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 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 312
第11章 壓榨機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 壓榨機齒輪的非線性特性分析 319
11.4.1 實際齒輪的檢測實驗 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 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 檢測試驗效果 331
12.2 存在問題和不足 332
后記