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。     

基于压电材料的振动能量获取技术的研究

根据压电原理、力学理论及其电学等效模型,设计了能量收集电路,它由四倍压整流电路,3F超级电容器和微型电源管理芯片MAX1811组成。实验表明,电源管理芯片输出电压为4.17V时,PZT压电材料振动产生的电能,可通过该电路将电能储存于锂电池中。     

基于压缩感知的复合材料板Lamb波场重构及损伤成像

为了解决全波场数据获取耗时的问题,引入压缩感知算法对波场进行稀疏表示.然而受限于导波在复合材料中复杂的传播特性,压缩感知在复合材料板中的应用成为难题.为此通过考虑导波在复合材料板中传播的各向异性波数特性,构建计算频带内不同角度下的波数库用于波场重构.同时在损伤分析阶段,提出了一种无需基准信号的复合材料损伤散射波场分离技...     

表面弹性波OPCM传感器的标定

标定了一种被称为正交异性压电复合材料(OPCM)的声发射(AE)传感器.利用断铅信号作为声源,SR-15型AE传感器作为标准传感器,以比较法研究了OPCM的脉冲响应.在玻璃纤维板上重点研究了OPCM的正交异性特性--陶瓷项数量的影响及响应规律的描述.实验结果表明,该传感器适于探测表面弹性波,陶瓷项数达到30,正交异性显著,能够很好地减小噪声、边界回弹波等信号对诊断信号的干扰,有助于板类结构健康监测.     

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。     

基于HHT的钢筋混凝土结构损伤检测新方法分析

针对混凝土结构损伤信号的特点,引入一种非平稳信号的时频分析新方法--希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang变换,简称HHT)用于混凝土结构损伤检测.该方法是通过经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)提取信号的固有模态函数(intrinsic mode function, IMF),再进行Hilbert变换,求瞬时频率、瞬时振幅,得到信号的Hilbert谱.试验中通过对无损伤和有损伤两种钢筋混凝土梁进行侧向激振检测,对无损伤信号和损伤信号谱特征进行比较分析,结果表明HHT方法能识别结构损伤,且优于常规的Fourier变换方法及小波变换(wavelet transform, WT)方法,值得推广.     

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。     

全波形声发射技术用于混凝土材料损伤监测研究

在研究了混凝土材料三点弯曲试验下声发射累积能量随载荷变化关系曲线的基础上,提取了混凝土材料不同破坏阶段的全波形声发射信号并分析了其频谱特性,并且通过与参数分析结果的比较,发现全波形声发射信号能够实时反映混凝土材料在载荷作用下破坏过程的特征信息。     

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。