基于Lamb波频散特性的声发射源平面定位新方法

针对传统的声发射源平面定位中各传感器灵敏度差异和门槛值设置不同对时差定位精度影响较大的问题，通过研究弹性波在薄板中传播的特性即Lamb板波频散特性，借用模态声发射的概念将单个传感器接收到的信号利用Gabor小波时频分析得到不同模态的峰值到达时间，并在引入速度因子概念的基础上，讨论了两种不同的声发射源平面定位方法，即同一频率不同模态的定位方法和同一模态不同频率的定位方法，试验证明两种方法都能得到模拟源的正确定位，不仅从根本上避免了传感器间灵敏度差异对时差定位精度的影响，而且还可以减少平面定位中传感器的数量，避免三角形定位中伪定位的出现，并适用于传统的声发射源平面定位中不易布置传感器阵列的结构健康无损监测。     

混凝土结构损伤检测中的射线追踪正演方法

研究了混凝土结构最短路径射线追踪方法.该方法采用二阶段射线追踪,第一阶段初选射线路径,第二阶段根据Fermat原理,采用一个适合于水平(垂直)层状界面情况下的一阶近似公式计算反射或折射修正点,然后从任意给定的初始路径出发进行逐段迭代计算,对初选射线路径进行校正分析确定最终射线路径.结合损伤混凝土梁试验,探讨了损伤混凝土叠加偏移处理时射线追踪模型正演技术的作用,用c++语言编制了程序,并设定了含有缺陷的二维速度模型来验证,结果表明,该方法追踪速度快,追踪到的路径很接近实际.     

超声波检测的AE传感器设计与实现

针对目前国内用于结构健康监测的无线传感器频带不够宽,不能检测声波信号的现状,提出了一种可以检测声波信号的新型无线压电传感器的设计和制作方法;研究了ZigBee协议栈内容,设计和实现了体积小、功耗低的无线传感器节点和基站的硬件和软件程序部分,并对制成的传感器进行初步测试;试验表明它有较好的精度,频带更宽,可以用于较高频段的结构健康监测,具有广阔的应用前景。     

压电驱动器性能的有限元分析

首先采用有限元法建立了双面粘贴压电元件的悬臂梁驱动装置的理论模型,并通过实验验证了理论分析的可行性。然后,利用有限元软件建模的方便性,计算分析了粘贴层和压电层性质(弹性性质和尺寸大小)对驱动器与结构材料之间变形传递关系的影响。     

基于干涉原理的高精度直线度误差测量

将空气劈尖产生的等厚干涉与CCD图像处理技术相结合,提出了一种测量连续空间直线度误差的新方法。此方法利用待测工件的直线度误差改变空气劈尖顶角,并用一元线性回归方法对CCD的像元序号与所接收到的干涉条纹光强极值序号之间线性关系进行拟合,进而确定出空气劈尖顶角大小。由导出的直线度误差与空气劈尖顶角之间的关系,用最小包容区域法对工件的直线度误差进行了评定,评定结果为8.11±0.62μm。测量结果表明,新的测量方法是可行的,而且测量系统具有精度高、应用范围广的特点,也可应用到锥角、圆度误差等其他几何量的精密测量中。     

正交异性压电传感器在结构健康诊断中的应用

通过正交异性压电（Orthotropic Piezoelectric Composite Materials,简称OPCM）传感器与普通压电（PZT）传感器的传感特性比较,证明了OPCM传感器对同平面内相互正交的AE信号具有不同的响应特性.基于OPCM传感器的这一特性,将其作为结构健康诊断系统中的声发射传感器,可减少结构侧面等边界反射的影响,有效保留损伤和/或缺陷的有用信息.结合Gabor小波时频分析方法和透射波法,能增强声发射技术探测结构损伤的能力,并减少了测试仪器的通道数量,为实用的结构健康诊断提出了新的思路并建立了相关的理论模型.     

OPCM AE传感器特性的理论仿真与实验研究

基于均匀场和细观力学理论,对应用于结构损伤声发射(AE)检测的1-1型压电复合材料(OPCM)AE传感器,建立了它的等效力电模型,在此基础上,推出了其等效力、电参数,通过这些参数的对比,发现OPCM具有明显的正交异性的特性;同时,应用有限元仿真计算,得到了在x和z两方向上传感器受到单向应力波荷载作用时,电极面输出的电压存在明显差异;所设计的实验表明:OPCM能够区分出不同方向的应力波,并对特殊方向上的应力波具有强烈的响应,再次证实了OPCM传感器的正交异性特性。     

力学研究生国际化水平培养实践初探

力学是工程学科的先导、基础和支撑,力学研究生国际化水平培养至关重要。从营造国际化的人才培训环境、提升学生的国际竞争力、建立学历国际课程体系、鼓励国内实验室与国外实验室联合申报国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目四个方面,提升研究生的国际化学术水平,培养其国际合作交流能力。     

土木工程专业研究生课程智能材料与结构教学实践

文章根据土木工程行业发展对人才需求及土木工程专业的培养目标定位,提出在高等院校土木专业研究生阶段加强智能材料与结构课程内容设置的必要性,结合土木工程专业学生特点探讨智能材料与结构课程研究生教学的授课内容,并对教学方法和手段进行了实践与探索。     

压电粉体对1-3型压电复合材料的性能影响

用粉末-溶胶挤出法制备PZT压电纤维,以排列-浇铸法制备纤维体积分数为30%的1-3型压电复合材料.以热重-差热分析(TG-DSC)和扫描电子显微镜(SEM)研究了所得纤维的加热变化情况和表面形貌.测量计算压电陶瓷片与复合材料的压电常数、介电常数、机电耦合系数及机械品质因数.结果表明,纤维中的晶粒致密度越高,复合材料的压电与介电常数越高.复合材料的径向机电耦合系数(k_p)小于压电陶瓷片,厚度机电耦合系数(k_t)和k_t/k_p都大于陶瓷片.