结构裂纹损伤的Lamb波层析成像监测与评估研究

结构健康监测研究中,板壳类结构裂纹损伤监测一直是研究的热点。采用基于相关性分析的概率损伤重构算法(Reconstruction algorithm for probabilistic inspection of damage,RAPID),对结构裂纹损伤监测进行研究。利用RAPID算法中采用信号之间的差异性进行损伤识别和重构,克服了Lamb波复杂多模传播特性对信号分析的影响。在此基础上提出一种改进的RAPID算法,根据裂纹损伤对Lamb波监测信号的反射及散射作用,通过校正损伤区域中裂纹方向上的信号差异系数值(Signal difference coefficient,SDC),强化裂纹方向上的重构图像信息,实现对裂纹损伤的图像重构,并由接收端SDC分布图评估出裂纹的长度。试验结果表明,该方法能较为准确地实现对裂纹损伤的直观图示,重构出的裂纹层析图像能很好地反映裂纹的信息,实现方向及长度的评估,可用于对裂纹损伤的定量评估和扩展监测。

Nrf2在甲基苯丙胺诱导大鼠肺小动脉重构和心肌损伤的表达

目的研究甲基苯丙胺(MA)对大鼠肺小动脉和心肌组织的损伤作用以及Nrf2表达的变化。方法建立大鼠甲基苯丙胺慢性中毒模型,实验分为三组:对照组(control)、MA低剂量5mg/kg组(M5)和MA高剂量10mg/kg组(M10),分别用多导生理记录仪记录肺动脉压和体循环血压。将肺和心脏组织固定、包埋,切片进行HE染色,观察肺动脉和心肌形态学改变。计算肺动脉中膜厚度百分比。采用western blot方法检测肺动脉和右心室Nrf2蛋白表达的变化。结果与对照组相比,MA剂量依赖性地诱导肺小动脉重构和心肌细胞损伤,同时发现肺动脉和右心室Nrf2的核蛋白表达水平明显减少(<0.05)。结论 Nrf2抗氧化体系有可能参与甲基苯丙胺诱导大鼠肺小动脉重构和心肌损伤的发病机制。

Lamb波时间反转椭圆定位和层析成像混合技术研究

采用椭圆定位技术和层析成像技术相结合的无损检测方法,并将其运用于板状材料的Lamb波损伤检测和成像中.与传统的单一层析成像技术相比,将椭圆定位技术和层析成像技术相结合,只需在椭圆定位技术确定的范围内选择有效的激励-传感路径进行层析成像,从而排除了多余的检测路径,可以减少数据计算和处理的数量,提高数据利用率和检测效率.此外,由于事先用椭圆定位技术确定了损伤的范围,避免了额外激励-传感路径交叉点处损伤概率值较大的情况,这有效地减少了损伤检测误判情况的发生.通过Abaqus有限元软件的仿真,选择合适的Lamb波激发频率和激发方式,然后布置恰当的传感器网络,结合椭圆定位技术和层析成像技术的概率损伤检测重构算法对损伤进行成像,这有效地提高了损伤的检测效率和成像质量,检测路径和成像计算时间节省率分别在47.6%和47.5%以上.

复合材料层合板自由边缘冲击失效机制

低速冲击复合材料层合板结构的自由边缘会严重威胁其安全性。本文对T700/YPH307复合材料层合板进行了边缘冲击试验与数值仿真研究。试验中通过目视检测、超声C扫描、电子显微观测及X-ray计算机断层扫描(CT)技术检测了层合板边缘冲击后的损伤状态,揭示了不同边缘冲击能量下,材料内部损伤的三维空间分布形貌。基于Mohr失效面理论,建立了一种考虑各向异性材料断裂面角度的连续介质损伤力学模型,同时结合内聚力模型综合表征了层合板边缘受低速冲击时层内纤维基体损伤与层间分层的起始、扩展和耦合细节。数值预测结果与试验值吻合较好,表明边缘冲击失效机制主要包括两种典型特征,即极限冲击力时形成冲头下方局部碎片楔及稳定波动阶段因楔入作用造成的外侧子层弯曲断裂。此外,边缘冲击能量越高,层合板内部损伤越严重,而铺层顺序对边缘冲击响应与损伤形貌影响相对有限。