【摘 要】
：
金属结构在长期服役过程中,其薄弱处会发生局部断裂而形成裂纹,破坏结构的完整性,影响金属结构的承载能力。传统的裂纹检测技术效率普遍较低,检测过程中经常需要停机,导致无法及时发现裂纹,且无法实时掌握裂纹的扩展。微带天线传感器因为其结构简单、制造方便、即可感知信息又可传输数据,并能被动识别金属结构的裂纹,所以近年来多用于结构裂纹的实时无损监测,众多研究人员对其进行了较为深入的研究。但是现有裂纹研究中,几
论文部分内容阅读
金属结构在长期服役过程中,其薄弱处会发生局部断裂而形成裂纹,破坏结构的完整性,影响金属结构的承载能力。传统的裂纹检测技术效率普遍较低,检测过程中经常需要停机,导致无法及时发现裂纹,且无法实时掌握裂纹的扩展。微带天线传感器因为其结构简单、制造方便、即可感知信息又可传输数据,并能被动识别金属结构的裂纹,所以近年来多用于结构裂纹的实时无损监测,众多研究人员对其进行了较为深入的研究。但是现有裂纹研究中,几乎都忽略了环境因素对传感器裂纹监测性能的影响,同时也很少涉及斜裂纹的研究。本文提出了一种基于微带天线传感器的斜裂纹定量识别算法,并设计一种二元传感器阵列,实现温度裂纹解耦测量,提高传感器裂纹监测性能的可靠性。主要研究内容如下:（1）从裂纹识别原理出发,基于“谐振腔模型”下的电场以及电流分布规律,推导裂纹引起的电流路径增量;提出“投影因子”概念,将斜裂纹对谐振频率的影响转化成垂直裂纹和平行裂纹对相应频率的影响;在此基础上给出一种斜裂纹定量识别算法;（2）利用HFSS软件仿真研究传感器谐振频率对温度和裂纹的响应规律,通过归一化谐振频率偏移探究温度和裂纹对传感器谐振频率的耦合特性;基于上述耦合机理,提出一种温度裂纹解耦测量方法,并设计二元传感器阵列,用于温度裂纹解耦测量。（3）制作微带天线传感器以及传感器阵列,依次进行温度测量试验、斜裂纹定量识别试验和温度裂纹解耦测量试验;试验结果如下:1)传感器温度测量灵敏度正比于其工作频率;2)在误差允许的范围内,基于“投影因子”的斜裂纹定量识别算法可以较好的获取裂纹长度和角度信息;3)解耦出的裂纹长度角度以及温度信息基本与工况相同,传感器阵列可实现对温度和裂纹的解耦测量。定量识别算法为获取裂纹信息提供了一种研究思路和方法,为该领域的后续研究提供了重要的参考价值;温度和裂纹的解耦测量研究提高了微带天线传感器的裂纹测量准确性和可靠性,具有较大的工程实际价值。
其他文献
由于车辆司机不良驾驶行为造成的交通事故占所有交通事故的70%以上,针对司机驾驶行为的研究一直是交通安全领域的研究热点。国内外研究大多主要针对驾驶行为的安全性作研究,而没有涉及到驾驶行为的其他特性的评价。此外,很多研究主要以司机的生理、心理特征为研究对象,而忽视了道路情况以及天气情况对驾驶行为的影响。因此,为适应当今加速发展的车联网系统和交通运输安全管理水平,构建更完善的驾驶行为综合评价体系和综合评
在全球运输业务急剧增长的情况下,运输效益更高的船运成为各行业的货运首选。船舶靠港时严重的大气污染,促使了岸电技术的发展。本文以跨省内河港口岸电建设为背景,针对岸电插头对接问题,以提高港口船舶岸电连接的效率为目的,以提高港口自动化程度,促进港口无人化码头的发展为宗旨,深入探讨新型岸电插头对接模式。主要研究内容总结如下:（1）分析了内河港口岸电对接过程,考虑到岸电插头空间位姿的不确定性,以工业六轴机械
随着集装箱化的快速发展,各大集装箱码头的集装箱吞吐量持续上涨,船舶配载作为集装箱运输的核心环节之一,逐渐成为提升码头中转效率的关键。另一方面,船舶的大型化趋势与码头装卸设备的更新为船舶配载计划的制定带来了更大的挑战。高效的全航线配载计划不仅能满足船舶稳性、强度、特殊箱监管等约束,还能充分利用装卸设备,最大限度降低当前港配载计划对后续港口的负面影响,使船方与码头的运营成本最小化。论文主要进行了以下三
近年来,大量学者对相机或者融合惯性传感器的视觉SLAM（Simultaneous Localization and Mapping,同时定位与地图构建）和视觉里程计（Visual Odometry,VO）展开研究并诞生了众多出色的SLAM系统,相关研究也逐渐走向产业化,在无人驾驶、无人机导航、虚拟现实等领域得到广泛应用。视觉法具有求解机器人运动准确、漂移量少特点,但易受动态环境和快速运动等因素的影
随着岸电技术的日益发展,实现岸电电缆管理系统中岸电对接子系统的自动化、智能化对促进岸电技术的推广及打造“绿色港口”有着重要意义。本文以岸电自动对接系统为研究对象,着重研究了岸电插头与岸电插座自动对接过程中岸电插头的位姿检测及轨迹预测方法,具体研究工作如下:（1）基于相机的小孔成像模型,给出了双目立体视觉计算空间三维坐标的方法。考虑到相机标定是立体视觉测量的前提,本文详细阐述了相机标定参数及标定方法
带式输送机作为一种广泛用于散货运输设备,在不均匀光照、雾气污染等恶劣环境的干扰下,其纵向撕裂检测系统极易产生漏报和误报,如何在恶劣环境下快速和可靠地识别纵向撕裂是保障带式输送机输送安全和降低维护难度的关键技术问题和难点之一。利用面积、矩形度、宽长比等传统几何特征的纵向撕裂检测方法易受到不均匀光照和雾气的影响,导致分割出的特征发生剧变,从而无法识别出裂纹特征或将正常图像错识别为撕裂。针对传统特征的局
随着经济全球化的进程与我国经济贸易的快速增长,港口作为国际货运的枢纽中心以及对外贸易的窗口也迎来了大发展。门座式起重机作为港口装卸的主力军,其结构复杂、工作繁重、工作条件恶劣,并且老旧门机超期服役的情况并不少见。因此,港口门座式起重机安全状况不容乐观,而对在役设备进行安全性评价是提早将风险扼杀在摇篮中、防止安全事故发生的有力保证。目前,门机安全评价方法应用最多的方式是层次分析法,该法缺点是受专家主
人机协作制造是指人和机器人在同一个环境下共同完成制造任务的过程,这种生产模式结合了机器人与人的优点,提高了生产效率,与传统生产模式相比更加灵活、更加多样化,是智能制造技术的未来发展方向。人机协作最重要的应用场景之一就是生产装配,人机协作装配通过人类和机器人的共存和协作,既能利用人类的灵活性、丰富的经验和针对复杂环境的决策能力,又能发挥机器人的快速、连续、抗疲劳以及高负荷的优点,综合双方的优势来有效
近些年来,微带天线传感器因具有可实现应变、裂纹和温度监测等优点得到国内外学者的广泛研究。然而,在其信号无线问询过程中,仍存在结构反射信号干扰谐振频率提取等问题。频段分离及延时线原理可分别在频域和时域中对天线和结构反射信号实现分离,基于此原理,本文提出了一种无额外电子元件的新型无源被动式微带天线传感器,从仿真角度优化了传感器尺寸,仿真及试验探究了传感器的无线裂纹问询功能,最后从收发天线增益角度提出问