基于小波神经网络的水轮机叶片裂纹源的定位技术

针对水轮机结构复杂等特点,传统的时差定位及模态定位方法不能满足其裂纹水轮机叶片定位要求,提出利用小波神经网络对水轮机转轮叶片的裂纹进行定位.训练采用标度共轭梯度算法(SCG),并对输出结果采用竞争处理方式.结果表明,与BP网络相比,小波神经网络提高了定位的准确度,所确定的裂纹位置最大误差仅为4.2%,是一种适合复杂结构的定位方法.     

结构损伤的概率诊断

在结构随机参数建模的基础上,提出了结构损伤损伤概率诊断的思想。将故障结构的参数变化着作是对完好结构参数的“摄动”,以圆截面双层空间刚架的裂纹故障为例其进行了概率诊断。     

利用应变传递特性诊断箱型梁裂纹的实验研究

以结构应变传递特性分析为基础，针对应变对局部结构变化比较敏感，提出了将两点应变的傅里叶变换之比作为识别裂纹的敏感因子，并分别以无裂缝／有裂缝箱型梁为研究对象进行实验研究。实验结果表明：该方法对裂纹诊断较为敏感，具有一定的实用价值。     

基于过渡过程信号的振动机机体结构裂纹故障检测

目的 研究含裂纹的振动机机体结构在启动这一短时过渡过程中各个动力学响应随裂纹程度变化的趋势,为振动机机体结构的裂纹故障早期诊断研究提供理论参考。方法 将复杂的非线性振动结构问题通过等效建立模型、动力学分析求解、时频域信号分析相结合进行研究,模拟不同的启动初始输入运动信号、不同裂纹位置的情况;编制龙格-库塔VB程序并模拟不同裂纹大小程度来求解该动力学模型,得出位移、速度、加速度等响应的时域图与频域图,并进行对比分析。结果 在时域内过渡过程振动响应的周期与振幅会随裂纹程度增大而增大,在频域内振动响应会随裂纹程度增大而出现“频幅增大”、“频率成分新增”、“移频”的变化规律。结论 通过多角度对比证明,可以将各响应在时域与频域的变化作为故障诊断的判别依据,判断是否含有机体裂纹故障及故障的程度。     

裂纹源的支持向量机与神经网络定位对比研究

利用声发射技术检测水轮机叶片裂纹的产生位置.针对水轮机结构复杂及裂纹位置比较集中等特点,提出利用支持向量机的分类与回归功能对水轮机转轮叶片的裂纹进行定位.结果表明,与BP(误差反向传播)神经网络相比,支持向量机在叶片区域的识别率为100%,高于BP网络;裂纹源到焊缝的距离的预测精度也稍高于BP网络,因而支持向量机是一种适合复杂结构的定位方法,特别是在样本量不大的场所.     

基于共线异向混频技术的不可见疲劳裂纹定位

对金属构件中不可见疲劳裂纹进行有效的检测是保证其安全服役的关键因素,本研究利用共线异向混频技术对不可见疲劳裂纹进行检测和定位。当两列共线异向超声波在金属构件内相遇时,会与疲劳损伤发生非线性相互作用。研究结果表明,随着试件疲劳裂纹长度的增加,混频非线性系数单调递增,这与材料内部微观结构的变化密切相关。此外,通过控制两激励信号的延迟时间,使两列激励信号的相遇位置沿试件的水平方向由左向右移动,利用和/差频信号幅值最大值所对应的延迟时间对不可见疲劳裂纹进行定位。因此,利用共线异向混频技术可以对金属构件内部的不可见疲劳裂纹进行有效的检测和定位。     

多分辨分析在悬臂梁裂纹检测中的应用

介绍了小波变换及多分辨率分析方法,将小波多分辨率分析应用于悬臂梁的裂纹检测。指出振型信息包含了完整的裂纹信息,利用db2小波和sym4小波进行多分辨分析,结果表明两种小波都可以对裂纹进行准确的定位,sym4小波由于具有较高的消失矩,故在信号重构中sym4小波重构结果优于db2小波,但若只是进行裂纹定位,db2小波则明显优于sym4小波。     

基于小波变换的圆柱壳损伤识别方法研究

将连续小波变换识别裂纹的基本原理运用于圆柱壳的损伤识别研究,利用sym4小波对含裂纹圆柱壳的前四阶振型信息进行多分辨率分析以及连续小波变换,能够准确地识别出裂纹的位置;考虑到实测信号往往是含噪声信号,进一步研究了噪声对识别结果的影响。通过数值算例验证了其可靠性,表明此方法在圆柱壳结构损伤诊断中具有一定的应用价值。     

基于小波有限元模型的转子多裂纹识别方法

为解决旋转结构中多裂纹的定量识别问题,提出了一种基于小波有限元模型的转子多裂纹识别方法.首先从正问题入手,基于区间B样条小波有限元建立转子裂纹的精确辨识模型,利用该模型求解不同位置和深度的裂纹转子的固有频率,通过曲面拟合技术建立裂纹诊断数据库;然后从反问题切入,设计多裂纹识别算法;最后,正反问题相结合,通过等高线法实现转子裂纹位置与深度的定量识别.仿真结果表明:该方法能够高精度地对转子多裂纹进行识别,对工程中旋转结构中多裂纹的定量识别具有一定的指导意义.     

含裂纹的周期简支梁振动功率流特性

在周期简支梁中,利用周期结构理论、波在周期简支梁中的传播特性和裂纹受拉时的弯曲弹簧假设,推导了含裂纹梁单元受到激励时,单元左右两端输出的振动功率流计算公式;通过绘制的功率流比值曲线,给出了识别裂纹深度和位置的方法以及裂纹诊断的步骤和优势。     

平面小变形弹塑性有限元求解断裂问题的研究

文章介绍了传统的用裂尖塑性修正求解平面 I型裂纹等效应力强度因子的方法。在此基础上 ,提出一种计算等效应力强度因子的数值方法。对有限元数值结果与传统方法的迭代结果进行了比较 ,证实该法适合于各类平面断裂问题。同时分析裂尖小范围塑性变形对远裂尖区域的影响。研究结果表明 ,由于弹塑性断裂问题的特殊性 ,在裂尖必须采用稠密网格 ,而其网格的自动生成也直接关系到该法的实际使用价值     

抽油杆表面裂纹扩展寿命可靠性分析

在拉伸载荷的作用下,以Paris公式为基础,考虑几何修正系数f与裂纹尺寸a的内在关系,结合分段数值积分方法计算抽油杆裂纹扩展寿命,并应用Monte Carlo法计算不同类型表面裂纹扩展寿命可靠度.计算结果表明,在其他条件相同情况下,把裂纹处理为受深度比、纵横比两个参数控制的椭圆裂纹比仅受深度比控制的圆弧裂纹和直裂纹适应性更强;带有环形裂纹的抽油杆最先断裂;断裂力学中将各个参数作为确定值计算得到的临界裂纹扩展寿命不够准确,可能导致部分抽油杆还未达到临界裂纹扩展寿命就发生断裂.     

压力管道裂纹泄漏计算流体力学计算方法

针对压力管道裂纹泄漏的CFD（计算流体力学,Computational Fluid Dynamics）计算问题,提出了一种可考虑流体压降相变过程的CFD裂纹泄漏计算方法。在理论分析和数值模拟方法研究基础上,建立矩形窄缝裂纹模型,实现了裂纹泄漏过程的瞬态模拟,并进行了计算结果的验证和分析。结果表明,泄漏流体的流动特性符合相变泄漏过程的物理规律,计算结果与试验结果符合性良好,平均误差在15%以内;单位面积泄漏率随裂纹张开位移的增加而增加,随流体过冷度的增加呈现增幅趋缓的增加。所提出的计算方法和分析结果可为压力管道裂纹泄漏率研究提供直接的技术参考。     

弹性体裂纹扩展的数值模拟

采用位移不连续法（DDM）对裂纹的扩展进行了数值模拟,首先应用DDM求解了线弹性裂纹体的应力场,再采用最小二乘法确定应力强度因子并根据线弹性复合型断裂判据进行开裂判断,从而实现裂纹开裂的模拟,取得了与实验结果较吻合的数值计算结果,文中所用方法仅需在裂纹面上直接划分单元、对开裂部分直接追加单元来实现裂纹扩展过程的动态跟踪,其数值过程简便易行。     

参数优化方法在电法测试土体裂隙深度中的应用

裂隙对土质边坡的稳定性、垃圾覆盖层的防渗性等有重大的影响,因此裂隙定量化研究具有重要的意义,尤其是建立裂隙三维网络分布。本文模拟了二维裂隙沿深度发育的物理过程,使用电阻率法测得不同裂隙深度下土体的电学响应。通过有限单元法与参数优化方法联合反演裂隙深度,并将计算得出的裂隙深度与裂隙深度的标定值进行比较。经分析知,有限单元法数值结果能够与实际测量值较好地吻合;参数优化方法可以有效地估计出裂隙深度。将裂隙深度的计算值与标定值比较得知,该种反演方法测试所得的裂隙深度标准差为电极距离的0.26倍。     

弹塑性材料裂纹扩展的动态J阻力曲线实验

为得到弹塑性材料裂纹扩展的阻力曲线，采用较大外径和较大韧带直径的周边切口在自行研制的间接杆-杆型冲击拉伸试验装置上进行了动态断裂和起裂止裂试验．采用数值分析提出的修正方法得到韧带面上的载荷，结合测得的裂纹嘴张开位移（CMOD），推广Rice远场J积分公式来计算动态J积分；依据柔度变化率法确定起裂点，从而获得动态起裂韧度JID．利用柔度标定法得到裂纹扩展轨迹；提出了周边切口拉伸试件裂纹扩展阻力的动态，JM（t）积分表征的修正形式，从而得到了弹塑性材料裂纹扩展至止裂前的阻力曲线，并对相关问题进行了讨论．试验结果表明：修正的JM（t）可以作为裂纹扩展阻力的表征参量，不仅适用小量稳态扩展过程，裂纹扩展较大时也适用；对弹塑性材料裂纹扩展阻力曲线是惟一的，与裂纹初始长度无关．     

基于图像处理技术的连续配筋混凝土路面裂缝宽度检测方法

针对连续配筋混凝土路面(CRCP)横向开裂的特点、常规测微镜检测裂缝宽度的困难和裂缝宽度检测精度的要求,通过数码相机拍摄高清晰度数码照片,采用计算机图像处理技术进行裂缝图像分析,提出了裂缝宽度的图像识别方法.研究结果表明,该方法是一种精度高且速度快的CRCP裂缝宽度检测技术,从而为CRCP的长期性能研究提供了有效的检测手段.     

基于相场法的砂浆裂纹相互作用失效分析

提出一种新的基于相场法的砂浆断裂力学分析方法，对裂纹相互作用导致的砂浆试件失效行为进行模拟分析。采用非保守Allen-Cahn方程作为控制方程，借助COMSOL有限元分析软件，将线弹性力场和相场整合为统一的有限元模型，对砂浆中裂纹发展和相互作用进行模拟分析。通过砂浆三点弯曲试验和直拉试验，测试砂浆裂纹扩展过程。模拟结果与试验结果的对比分析表明，砂浆试件裂纹相互作用临界荷载的模拟计算结果与试验结果非常吻合。研究结果表明，域型试件断裂破坏会产生更长的裂缝路径。     

分析表面裂纹的一种新方法

用边界积分方法，分析表面裂纹的张开位移和应力强度因子．此方法将埋在无穷大弹性介质中裂纹，模拟为连续分布的位错环．根据两个位错环之间的相互作用能，可以得到弹性体的应变能；对弹性体的势能取极值，可以得到关于裂纹张开位移的边界积分方程．通过把半空间的边界模拟成一个包含在无穷大弹性介质中大裂纹，此法能很好的处理具有任意表面形状的表面裂纹．两个实验算例的计算结果与已有的解析解吻合很好，说明此方法的有效性和精确性．文中还分析具有表面台阶的表面裂纹的应力强度因子，结果有利于分析表面裂纹的扩展．     

转轴横向裂纹疲劳扩展状态监测的探讨

针对转轴裂纹疲劳扩展所具有的从相对稳定到失稳扩展这两种状态，提出用实时的振动检测方法来监测相对稳定状态，用非实时的电位法对失稳扩展的裂纹进行检测，预报的转轴裂纹疲劳扩展监测方案。研究结果表明，该方案具有实用化的基本条件。同时，发现了一个新的敏感指标。