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闭合型疲劳裂纹的亚谐波损伤识别方法
  • ISSN号:1004-4523
  • 期刊名称:《振动工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:O346.5[理学—固体力学;理学—力学] O347.4[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]武汉大学工程力学系,湖北武汉430072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51078293,51378402)
中文摘要:

近年来结构健康监测与损伤识别研究中广泛采用非线性振动与非线性超声方法。由于作动器和测试设备环节产生的超谐波成分作为背景噪声掩盖了损伤信号,降低了信噪比,利用亚谐波信号成分来识别闭合型疲劳裂纹。建立了闭合型裂纹的单自由度定性模型,分段迟滞型作用力模拟了裂纹界面间的相互作用以及裂纹张开与闭合过程,研究了产生亚谐波的激励频率和激励幅值条件,讨论了模型参数对亚谐波产生的阈值影响。利用压电作动器/传感器进行了铝制裂纹梁损伤检测实验,得到了裂纹损伤亚谐波识别的激励电压与频率的范围。数值仿真与实验结果表明了闭合型疲劳裂纹的亚谐波损伤识别方法的有效性。

英文摘要:

In recent years,researchers have focused on more efficient procedures in SHM and damage detection using nonlinear vibration and nonlinear acoustic methods.Because superharmonics are also generated by the piezoelectric transducers and by the electronic equipments,these harmonics increase the background noise deteriorating the S/N ratio.The objective of the paper is to demonstrate the application of nonlinear ultrasonic subharmonic method for detecting fatigue crack.The closed fatigue crack is qualitatively modeled as a single-degree-of-freedom(SDOF)system with non-classical hysteretic nonlinear interface force at both sides of the crack interface.The threshold of subharmonic is discussed and the influence of model parameters on the subharmonic resonance parameter condition is investigated.An aluminum beam with a fatigue crack is used to quantitatively verify the excitation voltage amplitude and frequency subharmonic resonance region.Two surface-bonded piezoelectric transducers are used to generate and receive ultrasonic wave signals.The experimental results demonstrate that the subharmonic components increase in magnitude with increasing amplitude of the input signal and can be used to accurately detect the fatigue cracks.

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期刊信息
  • 《振动工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国振动工程学会
  • 主编:刘人怀
  • 地址:南京市御道街29号
  • 邮编:210016
  • 邮箱:zdxb@nuaa.edu.cn
  • 电话:025-84895885
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4523
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1349/TB
  • 邮发代号:28-249
  • 获奖情况:
  • 1995年江苏省首届期刊质评一级期刊,1997年获中国科协优秀期刊,1999年获国家自然科学基金委经费资助
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12831