光纤用于结构材料的声发射特性研究

论文摘要

光纤声发射传感器以其频带宽,抗电磁干扰,灵敏度高,体积小等优点在声发射(AE)信号探测方面有着广泛的应用前景。本文简述了声发射技术的历史及其特点,介绍了声发射源的机理、表面波的传输特性以及各种光纤声发射干涉仪的结构,给出了Sagnac光纤干涉仪的环形光纤检测超声波及声源定位的原理并构建了实验系统。材料的碎裂过程中都会产生声发射信号,所以检测和分析声发射信号对于我们的生产生活有着极其重要的意义。不同的材料由于物理性质的不同,在断裂时会产生不尽相同的声发射信号。本课题通过设计实验,对不同材料断裂过程的声发射信号进行检测,通过快速傅立叶变换分析其频谱,力求能找到同一种材料断裂的声发射信号的特征。为材料结构健康水平的评估与监测提供了一种新的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及其意义
• 1.2 声发射技术发展及应用
• 1.3 研究的主要内容
• 第2章 声发射原理及检测技术
• 2.1 声发射的机理
• 2.1.1 声发射产生的条件
• 2.1.2 声发射信号的来源、特点及影响因素
• 2.1.3 声发射信号的传播与衰减
• 2.1.4 声发射源的定位
• 2.2 声发射检测的原理
• 2.3 声发射检测技术
• 2.3.1 传感器的静态特性
• 2.3.2 传感器的动态特性
• 2.3.3 传统类型的声发射传感器
• 2.3.4 光纤声发射传感器
• 2.5 本章小结
• 第3章 小波时频分析及其应用
• 3.1 引言
• 3.2 小波变换
• 3.2.1 选择小波分析的原因
• 3.2.2 连续小波基函数
• 3.2.3 连续小波变换
• 3.2.4 离散小波变换
• 3.2.5 多分辨分析
• 3.3 小波时频分析及其在声发射信号处理中的应用
• 3.4 本章小结
• 第4章 一维与二维声发射定位的研究
• 4.1 引言
• 4.2 一维声发射定位模型的建立
• 4.3 二维声发射定位模型的建立
• 4.3.1 三个探头阵列的平面定位计算方法
• 4.3.2 四个探头正方形阵列的平面定位
• 4.3.3 四个探头菱形阵列的平面定位
• 4.4 二维声发射的定位方法
• 4.5 二维声发射定位的实验研究
• 4.6 本章小结
• 第5章 材料声发射特性的实验研究
• 5.1 实验系统构成
• 5.2 胶合板声发射频率特性实验
• 5.3 松木板声发射频率特性实验
• 5.4 煤块声发射频率特性实验
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢