基于相轨迹的多裂纹管道超声导波检测研究

在超声导波多裂纹管道损伤检测中,缺陷回波信号幅值较小且波形复杂,不利于损伤的识别。基于混沌系统的初值敏感性及较强的噪声免疫特性,通过数值模拟和实验研究,验证了杜芬混沌系统的相轨迹识别多裂纹管道超声导波信号的有效性。给出了混沌系统相轨迹识别导波信号的原理,并结合超声导波检测,确定基于相轨迹识别的系统检测参数。利用ANSYS有限元软件和搭建的超声导波实验平台分别进行数值模拟和实验,获得超声导波在含有不同损伤大小的6m长的双裂纹管道中传播的数值模拟信号和实验信号,并在数值模拟信号中添加一定的高斯白噪声,用以分析噪声对混沌系统的影响。利用选取的杜芬混沌系统检测数值模拟信号与实验信号并进行对比验证,最后根据二分法确定缺陷位置。检测的相轨迹结果表明,该杜芬系统能够有效地免疫噪声并识别管道中的双裂纹小缺陷,并且提高了超声导波检测的灵敏度。

基于Lorenz系统Lyapunov指数的管道超声导波检测

为了提高长距离管道超声导波检测中弱导波信号的识别精度,提出了基于Lorenz系统Lyapunov指数的管道超声导波检测方法。基于非共振周期信号的参数激励实现Lorenz系统的混沌控制,将待测的导波信号作为参数激励的扰动项输入Lorenz检测系统中,通过对比有无导波信号输入后Lorenz系统最大Lyapunov指数的不同响应,确定适合导波信号检测的参数激励幅值;然后利用ANSYS软件和搭建的超声导波试验平台分别进行数值模拟和实验,获得超声导波在含有不同损伤个数、大小的6 m长管道中传播的数值模拟信号和试验信号,利用Lorenz检测系统识别数值模拟与实验信号;基于二分法对导波信号进行分段识别,通过定位出回波信号的时间段实现损伤定位。检测结果表明.Lorenz系统能够有效地免疫噪声并识别管道的缺陷,并且提高了管道超声导波检测的灵敏度。

基于CFRP的柔性装配式圬工拱桥结构承载及装配过程的有限元分析

基于FRP材料抗拉强度高、耐久性好的特点,本文对1种基于CFRP的新型柔性装配式圬工拱桥结构的力学性能进行分析,该结构体系在拥有传统圬工拱桥结构承载力高、耐久性好等特点的基础上,可解决施工难度高和危险性高的问题,具有广阔的应用前景。为研究装配式圬工拱桥结构的力学性能,基于ABAQUS有限元分析软件模拟装配式圬工拱桥的施工起吊过程及承载。通过对比装配式圬工拱桥承载时的试验结果,验证了此装配式圬工拱桥有限元模型的准确性,并根据结构各构件的受力情况分析了此柔性装配式圬工拱桥结构的破坏机理,数值模拟结果表明此装配式圬工拱桥结构具有较高的承载力且1/3跨是结构的最不利荷载作用点。此外,分析了不同起吊方案下装配式圬工拱桥的应力分布以及成拱后拱轴线的变化情况,结果表明CFRP材料作为结构连接件能够有效增强拱桥的整体稳定性,不同的起吊位置对于预制装配式圬工拱桥的应力分布以及变形有着较大的影响,施工方案7的整体应力应变分布满足结构安全要求、成拱后轴线流畅、拱圈稳定,对该类结构的设计以及施工控制提供了依据。

基于工程教育专业认证的工程力学课程教学的研究与探讨

工程教育认证是工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础,专业认证工作的进行促进了工程教育的改革以及创新,同时对于我国新时代的工科人才培养也提出了更多的要求。力学作为大多数工程类专业的基础,直接影响到工程类专业人才的分析、解决工程问题以及创新思维能力等能力培养,因此为了提高人才培养的质量,针对于传统教学中存在的问题,以广东海洋大学工科专业为例,在工程教育认证的背景下,对工程力学的课程教学进行思考和分析,以探索与专业认证所匹配的课程教学模式和人才培养方法,以期取得良好的教学效果。