基于Ansys软件的板中Lamb波激励特性仿真研究【优秀毕业课程设计】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：742773
类型：共享资源
大小：263KB
格式：ZIP
上传时间：2016-08-24
上传人：QQ14****9609
认证信息
个人认证
郭**（实名认证）
陕西
IP属地：陕西
40
积分
- 关 键 词：
-
基于
ansys
软件
lamb
激励
鼓励
特性
仿真
研究
钻研
优秀
优良
毕业
课程设计
- 资源描述：
-
基于Ansys软件的板中Lamb波激励特性仿真研究【优秀毕业课程设计】,基于,ansys,软件,lamb,激励,鼓励,特性,仿真,研究,钻研,优秀,优良,毕业,课程设计
- 内容简介：
-
中 北 大 学 毕业论文任务书 学 院 ： 中北大学信息商务学院 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 李超伦 学 号： 12020143计 (论文 )题目 ： 基于 件的板中 激励特性仿真研究 起 迄 日 期 : 2016 年 2 月 29 日 2016 年 6 月 5 日 设计 (论文 )地点 : 指 导 教 师 : 周进杰 负 责 人 : 暴建岗 发任务书日期 : 年 月 日 任务书填写要求 1毕业论文任 务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经 学生所在学院 的负责人 审查、负责人签字后生效。此任务书应在毕业论文开始前一周内填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业论文完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及学院领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“学院”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号（如 0201140102,为 10 位数），不能只写最后 2 位或 1 位数字； 5 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2004 年 3 月 15 日”或“ 2004 毕 业 论 文 任 务 书 1毕业论文课题的任务和要求： 该同学承担“基于 件的板中 激励特性仿真研究”的任务。 设计要求： 本项目主要利用 件完成对无缺陷或含典型裂纹缺陷板类结构的几何建模，设计特定 的加载信号在板中激励出单一模态的 ，并采用所激励的单一模态 总结相关规律，为 在板类结构无损检测应用中打下基础。 2毕业论文课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 工作任务： （ 1）学习掌握有限元基本理论及 件的使用方法。 （ 2）学习了解板中导波频散曲线的计算及模态分析，并研究板中导波激励特性。 （ 3）基于 件模拟研究板中缺陷导波检测，包含材料参数选择、单元选择、缺陷建立、网格划分、边界条件的定义 ；选择合适的求解类型，并进行求解选项的设定；对求解结果进行分析和可视化。 （ 4） 研究 不同载荷（包含加载面积、位置、激励信号类型和频率）对不同壁厚管中导波激发特性的影响 ，为实际工程检测提供理论指导。 （ 5）翻译外文资料。 毕 业 论 文 任 务 书 3对毕业论文课题成果的要求包括毕业论文、图纸、实物样品等 )： （ 1）基于 次开发的软件程序 1 套 （ 2）设计说明书 1 份 （ 3）英文翻译资料 1 份 4毕业论文课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2014 年 2 月 25 日 3 月 24 日 3 月 25 日 5 月 26 日 5 月 27 日 6 月 9 日 6 月 10 日 6 月 16 日 撰写开题报告 完成具体仿真任务 撰写设计说明书 论文答辩 学生所在学院审查意见： 负责人： 年 月 日 中北大学信息商务学院 2016 届毕业论文 中北大学信息商务学院 毕业 论文 基于 学生姓名 ： 李超伦 学号： 12020143 别 ： 机械工程系 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 指导教师 ： 周进节 职称：教授 2016年 6 月 2 日 中北大学信息商务学院 2016 届毕业论文 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的毕业论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本文不包含其他几个人或集体已 经发表或撰写过的科研成果。本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。 作者签名： 日期： 使用授权声明 本人完全了解中北大学信息商务学院有关保管、使用毕业论文的规定，其中包括：学院有权保管、并向有关部门送交毕业论文的原件与复印件；学院可以采用影音、缩印或其它复制手段复制并保存毕业论文；学院可允许毕业论文查阅或借阅；学院可以学术交流为目的，复 制赠送和交换毕业论文；学院可以公布毕业论文的全部或部分内容。 作者签名： 日期： 导师签名： 日期： 中北大学信息商务学院 2016 届毕业论文 I 基于 件的板中 激励特性仿真研究 摘要 : 超声 其在石化、航空、电力、核能等领域具有显著的优点 和作用，且创造了很大的社会效益及经济效益。 首先，对 绍了动力学的基本理论，对瞬态分析和模态分析做了详细的介绍。其次，对 真模拟板中 对板中 各步骤的内容做了简单的阐述。通过二维有限元建模，首先对 要分析频散现象之后的 0模态，并对 着对单模态激励的方法进行 了解释，并用单模态激励的方法对无缺限和有缺陷的板结构进行有限元仿真，确定有限仿真的意义。 关键词 : 薄板 ， 超声 ， ， 有限元 ， 无损检测 中北大学信息商务学院 2016 届毕业论文 is of a in of of to in to on in a is as of is of is in in in in of to do a in of to of to of 0 0 a of of 北大学信息商务学院 2016 届毕业论文 录 摘要 目录 1 绪论 1 研究背景与与意义 . 1 . 1 外发展状况 . 2 内发展状况 . 2 论文主要工作及安排 . 3 2 动力学理论及 件 . 3 动力学分析特点 . 3 模态分析 . 3 瞬态分析 . 4 . 4 体建模 . 4 格划分 . 5 加载荷 . 5 析计算 . 5 处理 . 6 3 板中 的基本理论 . 8 . 9 波结构基本理论 . 9 4 件仿真及结果数据分析 . 10 . 10 模 . 10 中北大学信息商务学院 2016 届毕业论文 划分网格 . 11 分析计算 . 13 结节加载载荷 . 13 结点加载荷的一激一收 . 14 结点加载荷的自激自收 . 22 陷的检测 . 23 结果分析 . 24 5 总结及展望 . 25 论文工作总结 . 25 展望 . 25 参考文献 . 27 致谢 . 29 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 1 1 绪论 研究背景与与意义 对于板状结构 ,在工程中得到了广泛的应用 ,特别是在船舶工业、汽车工业、锅炉、压力容器、核反应堆、飞机、铁路车辆、轨道、桥梁建筑、水坝、电力设备、输油管道等方面的应用十分广泛。板状结构在加工制造过程中，难免会出现分层，夹杂等不同的缺陷存在，或者板状结构在使用过程中，经过外力施加或者作业环境比较恶劣等因素的作用，难免板中结构发生变化出现缺陷或者使原来很微 小的缺陷进一步恶化、扩展成大的缺陷 ,而引起板状结构在使用中的危险性，从而诱导灾难的发生。因此对板状结构的健康监测就有很重要的意义。目前针对在使用过程中的板材结构，利用超声 1 在传统的超声无损检测技术中，通常采用的是横波和纵波来对构件进行超声检测，对构件的厚度以及厚度方向的缺陷进行检测，超声波在组件中传播遇到缺陷以及端面时，会发生反射、透射和散射等现象，分析超声波与构件端面以及缺陷发生反射和散射之后的接收到的超声波信号，通过信号携带的信息分析 ,对构件厚度和缺陷的大小等进行确定。 在板状构件的检测中，主要是针对厚度较小的薄板材料，由于这些薄板材料厚度一般都在 6用传统的超声无损检测技术利用纵波和横波的探伤技术就显得比较乏力。 超声 体波检测方法相比较有诸多优点，针对薄板材料的超声无损检测，不管是利用横波进行探伤还是利用纵波进行探伤，其探伤的效果都不是很好。首先体波检测的速度慢效率低，虽然在原理上体波检测技术是可行的，但在实际操作过程中这种方法比较麻烦困难，探伤的效果即缺陷回波辨识性不够理想。超声 常好的弥补 了这些缺点。 播非常长的距离之后检测效果依然很明显，而且， 够对薄板状结构的一条线上的缺陷进行同时检测，大大的提高了对板中缺陷检测的工作效率。而且 而携带整个区域的信息。 尽管 是由于 声导波技术和检测机制比较繁杂，因此 检测技术到现在中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 2 还没有取得 非常大的进展，还有很多的问题有待去解决，在板中传播时发生频散现象产生很多不同的模态，对于探伤参数选择和选择辨识性较好的模态以及结果分析的简易性等方面存在很多难题，在实际的工业生产过程中的广泛应用产生了很大的阻碍。 目前对该课题进行研究意义如下 : （ 1）超声 检测技术是薄板结构检测一种较为先进的无损检测技术，其在石化、航空、电力、核能等领域具有显著的优点和作用 ,且创造了很大的社会效益及经济效益。 （ 2）在板材结构超声 在参数选择和模态分析等诸多难题，检测信号中存在 着许多缺陷相关的信息，在实际操作中还夹杂着大量的干扰信号，这些信号对于缺陷性分析带来误差，甚至可能淹没信号。因此对板材结构超声 具体的工业生产具体实践奠定了理论基础。 国内外现状 外发展状况 焦性好、传播距离远等特点，近儿十年，备受人们的关注，许多研究人员对 的特性进行了研究。 内发展状况 总之， 距离传播是其与 传统体波相比最突出的两大特点7 要想充分利用 必须对 面的认识。目前 ,对 如信号激发、模式的识别、模式选择、模式分离等 ,为解决上述问题必须选择一种合理的信号处理技术。 论文主要工作及安排 本文主要利用 件完成对无缺陷或含典型缺陷（如孔、裂纹、椭圆等）板类结构的几何建模，设计特定的加载信号在各种板中激励 采用所激励的 总结相关规律，为 通过仿真确定缺陷的位置及大小，分析各种缺陷对板的仿真结果的影响。 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 3 本文分为五章进行陈述，主要工作如下 : 第一章 绪论。这一章首先对国内外现有的 对本文研究的意义进行了阐述，并且比较详尽的阐述了 第二章 板中 这一章中 ,主要涉及到以下几个方面： 结构理论分析 。 第三章 结果数据分析。 程主要包括：建立模型、网格化分、添加载荷、求解及后处理。改变不同的加载载荷信号的方式以及改变信号接收器的接收位置，对无缺陷的板以及有缺陷的板进行仿真，对仿真后的结果进行分析，得出最后的分析结果。 第四章 对本文所做工作进行总结和展望。对于本研究中主要做的工作进行了总结，并针对在以后的工作和研究中需要做的工作进行了阐述和展望。 2 动力学理论 及 件 动力学分析特点 动力学要解决的问题主要是两点： （ 1）。某些寻求结构的主振型，固有频率，可以明白他的振动特性，轻松的利用和降低震动。 （ 2）分析结构的动力响应特性。 现在动力学分析的软件很多，比较常用的是 并非所有类型的计算都可以分为这几种状态，比如热分析就没有就没有模态分析 模态分析 一般而言，模态分析就是分析器件的谐振频率。 通用运动方程： 假定为自由振动并忽略阻尼： 0 假定为谐运动： 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 4 0 2 瞬态分析 瞬态动力分析可以应用在以下设计中： （ 1）接受很多样式的受力分布机构， （ 2）受力接受很多因为时间而变化的结构受力， （ 3）受力很多和强度大的设备， 用于瞬态动力分析的运动方程和通用方程相同，为： 利用上述公式以及计算方法解决 的相关问题很复杂，故我们使用 件仿真计算可以很便捷的解决相关问题。 件的介绍 是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。 体建模 顶向下与自底向上。 格划分 质量的对 括四种网格划分方法：延伸划分、映像划分、自由划分和自适应划分。 加载荷 （ 1）自由度约束：将给定的自由度用已知量表示。 （ 2）力：是指施加于模型节点上的集中载荷或者施加于实体模型边界上的载荷。 （ 3）面载荷：是指施加于某个面上的分布载荷。 （ 4）体载荷：是指体积或场载荷。 （ 5）惯性载荷：是指由物体的惯性而引起的载荷。 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 5 析计算 可分析的类型如下： （ 1）结构静力分析 用来求解外载荷引起的位移、应力和力。 （ 2）结构动力学分析 结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。 （ 3）结构非线性分析 （ 4）动力学 分析 （ 5）热分析 程序可处理热传递的三种基本类型：传导、对流和辐射。 （ 6）电磁场分析 主要用于电磁场问题的分析 （ 7）流体动力学分析 （ 8）声场分析 程序的声学功能用来研究在含有流体的介质中声波的传播（ 9）压电分析 用于分析二维或三维结构对 流）、 流）或任意随时间变化的电流或机械载荷的响应。这种分析类型可用于换热器、振荡器、谐振器、麦克风等部件及其它电子设备的结构动态性能分析。可进行四种类型的分析：静态分析、模态分析、谐波响应分析、瞬态响应分析。 处理 后处理器可以处理的数据类型有两种：一是基本数据，是指每个节点求解所得自由度解，对于结构求解为位移张量，其他类型求解还有热求解的温度、磁场求解的磁势等，这些结果项称为节点解；二是派生数据，是指根据基本数据导出的结果数据，通常是计算每个单元的所有节点、所有积分点或质心上的派生数据，所以也称为单元解。不同分析类型有不同的单元解，对于结构求解有应力和应变等，其他如热求解的热梯度和热流量、磁场求解的磁通量等。 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 6 3 板中 的 基本理论 基本理论 正 是根据这一原 理， 们分别通过自己的特征进行传播，各个波形之间不会发生耦合现象，当他们在板中传播时，由于与上下边界发生不断的反射过程中，他们的波形之间相互耦合发生波形的变化，相互叠加之后会频散成不同的模态而形成 种 句话说， 对于对称模态， 对称的，即质点振动方向矢量具有相同的水平分量和反向的垂直分量。对于反对称模态，是指 质点振动相位关系为在水平方向上振动方向相反，而质点振动相位关系在垂直方向上为相同的。对称模态和反对称模态质点在板中振动的示意图如图 图 中 （ 1）对称模态 在板中传播的对称模态的 2222)(4)ta n()ta n(中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 7 式中 222 ， 222 ； 为角频率， 别为纵波波速和横波波速； h 为板的厚度的一半。由上述公式可以看出来，波的对称模态有无数个解，这些解分别为 （ 2）反对称模态 在板中传播的反对称模态的 )ta n()ta n( 上述表达式为频散后的反对称模态的波动方程的表达式，同样也有无数个解，分别为 用 0和 图 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3x 1 0605000100000 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3x 1 060200040006000X : 4 . 1 1 4 e + 0 0 5Y : 5 1 3 9（ a） 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 8 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3x 1 0605000100000 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3x 1 060200040006000X : 4 . 0 8 e + 0 0 5Y : 3 2 7 2（ b） 图 0与 0模态曲线图 由图 00 = = mm/波结构基本理论 波结构指的是位移和应力等物理量沿板厚方向的分布，波结构体现了导波各模态在振动和能量分布方面的差别。 根据软件的计算，中心频率为 4000和 于 内位移 沿着厚度方向对称分布 ；相反，对于 面位移 沿着厚度方向对称分布。根据上述激励单一模态理论，对于在一定带宽范围内进行加载的情况，根据频谱的分布，取 400此频率范围能在软件获得的波结构，同对应频率幅值相乘后再叠加，将合成后的波结构与调制正弦波相乘后作为激励信号进行复合频率加载。而对于仅加载中心频率点波结构的情况，只需将 400的波结构乘以调制正弦波，为最终的激励信号进行单频率点加载。 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 9 图 励频率 400中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 10 4 件仿真及 结果数据分析 模及划分网格 模 波的传播方向只存在 内位移）及方向位移（离面位移），为了提高效率，本次仿真选择采用只有长度和厚度尺寸的二维模型进行仿真实验。 本次仿真实验利用命令流的方式直接在软件中建模，这种方式便于后期的修改以及可以很方便的修改数据变量，方便以后的仿真分析。 建立一个长为 300为 3在这个板模型上进行仿真实验。 板的材料 参数如下： 密度： =7932Kg/性模量： E=217松比： =立的板模型如图 图 板模型 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 11 分网格 划分完网格如图 图 划分网格后的板模型 划分完网格后，开始仿真实验。 （ 1）选择在某单一节点上加载一个信号载荷，选择在板的上面顶点加载一个单方向（沿 载荷，如图 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 12 图 单节点加载载荷后的板模型 （ 2）在板的最左端各个节点 加载两个方向（沿 x,信号载荷，加载后的图如图 图 多结点加载载荷后的板模型 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 13 分析计算 结节加载载荷 在建立的板模型中的左顶端单结点加载一个单一的方向（沿 号载荷，在 400左底端的结点设置接收传感器，提取接收传感器得到的波形如图 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500- 0 . 4- 0 . 3- 0 . 2- 0 . 100 . 10 . 20 . 30 . 4X : 5 . 7 0 1Y : 0 . 3 9 3 9T i m e ( s) a） 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500- 0 . 4- 0 . 3- 0 . 2- 0 . 100 . 10 . 20 . 30 . 4X : 1 2 8 . 1Y : 0 . 2 3 7 2T i m e ( s) b） 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 14 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500- 0 . 4- 0 . 3- 0 . 2- 0 . 100 . 10 . 20 . 30 . 4X : 1 8 9 . 2Y : 0 . 1 8 8 6T i m e ( s) c） 图 节点加载荷的输出波形 400 = = mm/图 600( 600( 算后可以发现 近似于理论值，可以认为这就是 近似于理论值，所以可以认为这就是 由此可以看出，在 的频散曲线上，任何频率下都存在 至少两个模态（ 且模态通常是频散的，这意味着在接收到的检测信号中将会存在多个波包，且大部分时候它们会相互交叠，使信号不易分析。为了更容易分析各项数据，采用单一模态激励的方式，即将 0模态分离，研究得到的单一的一个模态在板中的传播。 结点加载荷的一激一收 在建立的板模型中的左侧面各个节点加载均匀的两个方向（沿 x， 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 15 信号载荷，在 400K 中心频率的汉宁窗口信号激励下，在板的中间位设置接收传感器，提取中间接收器得到的波形如图 图 取点的位置数 据 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 16 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 3 7 . 3 5Y : 2 . 4 8 5T i m e ( s) a） 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 9 8 . 4Y : 1 . 9 8 6T i m e ( s) b） 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 17 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 1 5 8 . 1Y : 1 . 5 5 8T i m e ( s) c） 图 激一收数据波形图 其中信号经历的传播过程如图 图 激一收传播过程图 400 = = mm/1 = （ 2 = （ 北大学信息商务学院 2016届毕业论文 18 通过计算，由接收传感器前三次接受到信号的时间 ，可以确定 图 得距离为 板的实际长度为 300差为 而图 算得到距离为 际长度为 600差为 由此可以看出，这种仿真计算方法适用于长板的测量，这样板的长度越长，最后计算得出的误差值越小。 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200i m e ( s) 0模态曲线图 而图 时 乎观察不到，可以忽略不计，故说明，这种波结构加载可以激发单一的模态。 结点加载荷的自激自收 在建立的板模型中的左侧面各个节点加载均匀的两个方向（沿 x， 信号载荷，在 400K 中心频率的汉宁窗口信号激励下，在板的左边界（距左端 置设置接收传感器，提取接收器得到的波形如图 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 19 图 激自收关键点的位置图 0 50 100 150 200 250 300 350 400 5 . 7 0 1Y : 2 . 9 3 8T i m e ( s) a） 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 20 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1 2 7 . 1Y : 0 . 9 2 4 4T i m e ( s) b） 图 激自收接收信号曲线图 其中信号经历的传播过程如图 图 激自收信号传播过程示意图 400 = = mm/3 = （ mm/ 过计算，由接收传感器前二次接收到信号的时间，可以确定 016届毕业论文 21 中走过的距离。由曲线图可看出两次接收到的信号的时间，由于接收器和板的左端距离可忽略不计，故可以看做这是一个自激自收的仿真实验。由图 传播过程可看出信号从第一次被接 收到一直到第二次被接收的这段传播距离为两倍的板长。计算得到的距离为 实际长度为 600差为 0 50 100 150 200 250 300 350 400i m e ( s) 0模态曲线图 由图 时 乎观察不到，可以忽略不计，故说明，这种波结构加载可以激发单一的模态。 陷的检测 在建立的含有缺陷的的板模型上左端面每个节点加载均匀的两个方向（沿 x,信号载荷，其中缺陷的位置在板的中间，为典型规则裂纹缺陷，用信号的自激自收可检测裂纹的位置。 同（ 3）的方法一样，在板的左端 边界（距离左端面 一个信号接收器，加载信号载荷，确定裂纹的位置，仿真后得到的曲线图 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 22 0 50 100 150 200 250 300 5 . 7Y : 2 . 9 3 7T i m e ( s) a） 0 50 100 150 200 250 300 6 8 . 1Y : 0 . 4 5 1 3T i m e ( s) b） 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 23 0 50 100 150 200 250 300 1 2 7 . 2Y : 0 . 7 6 0 5T i m e ( s) c） 图 陷分析输出波形图 400 = = mm/4 = （ mm/ 5 = （ mm/ 得到的曲线图 信号首先遇到裂纹后发生第一次反射，由于裂纹在板的中间位置，故信号从第一次被接收到第二次被接收到所走过的距离近似板长，通过计算后得到传播的距离为 际长度为 300差为 而信号有一部分反射，一部分会继续传播，故信号从第一次被接收到直至第三次被接收到所走过的距离为两个板长，计算的距离为 际长度为 600差为 结果分析 在厚 3300的钢板模型上施加中心频率为 400 （ 1）通过上述的 各个仿真实验，对比按单节点加载，可以确定选择的波结构加载中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 24 方式可以有效的降低 种的方法可以很简单的避免双模态对缺陷检测信号的影响，方便以后的检测。 （ 2）在无缺陷的板中仿真实验中，可以看出一激一收和自激自收的方法都可以很近似的通过波的传播距离确定板的长度，这两种方法都适用于长距离的板的仿真，板的长度越长，得出来的数据误差值会越小。 （ 3）加载载荷的类型以及位置都会影响到检测结果的准确性，一激一收和自激自收两种不同的加载载荷方式得出的结果也存在着误差，对于不同的实验 目的，必须选择合适的加载载荷方式。 （ 4）采用激励单一模态的方法仿真检测缺陷可以近似的检测出缺陷的位置，便由于存在误差，能准确的得到缺陷的位置信息。 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 25 5 总结及展望 论文工作总结 板状结构在工程中应用非常广泛 ,本文主要针对薄铝板结构中缺陷检测进行了研究。在检测板中的缺陷时就要涉及到 须对 在板中传播的特性进行研究 ,了解 及对缺陷监测选择较合适的检测参数，以保证检测可行性和有效性。在本文中，对板中 的传播特性以及对缺陷检测进行有限元仿真分析并通过 实验 与仿真结果进行对比。本文主要完成了以下工作： （ 1）根据 在铝板中的传播特性、 速度和相速度的关系等，利用 铝板中 单模态激励进行了介绍，利用绘制出频散曲线上 态和 （ 2）主要介绍了通过有限元仿真软件 板中 分别对模型建立、材料参数确定、网格划分、载荷激励的选择等进行介绍，为以后分析 展望 本文在参考了大量国内外有关 做了大量有关 然取得了较好的预定研究结果，但由于 理论的复杂性，还有几个主要方面的内容需要我们进一步的研究： （ 1）板中 的健康检测本文只针对缺陷位置做了定量分析，但是缺陷的深度和宽度具体对 回波信号的比例关系没有做具体研究，而这对于实际的生产过程的影响很大。 （ 2）对于 在板中传播的检测过程，针对 小，仿真模拟过程中网格划分便要很小，但是随着仿真模型的变大网格数量会变得很大，会增大数值模拟的工作量，要对模型简化参数设定进行进一步研究。 （ 3）针对 在板中传播的模态识别还存在一些不能全部分析出来的杂波模态信号，在下一步研究中针对模态信息识别要做出更好的处理。 （ 4）本文主要介绍了各向同性平面自由板的问题，针对复合板以及非平面材料的中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 26 频散曲线及其健康检测还需要做进一步研究。 （ 5）对于带有一定弧度的薄板材料还需做出继续研究，不断改进仿真参数，提高计算准确性。 中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 27 参 考 文 献 1 齐雪蕊 D上海大学 ,2009:12 刘镇清 J1999,21(9):4093 李家伟 ,陈积懋 M机械工业出版社 ,4 蒋福棠 ,何双起 ,沈建中 J1996， 41 （ 10）： 29 31 5 徐可北 板 J1999,21(10):326 美 阿肯巴赫著 洪锦如译 上海 :同济大学出版社 ,1992. 7 On in of 8 1957,15:218 9 A on of 994. 10 of I I 1945. 11 L of 1958(80):9712 of of of 1957(78):56313of in of 1957(29): 136514 W. Y. H. of of in 978,49(8),4320 15 of of 1990, 19616 1995, (6):350中北大学信息商务学院 2016届毕业论文 28 17, of of 5 of 1994,1754:18118, 35019 , M, n a pp:l 6720应崇福 ,张守玉 ,沈建中 M国防工业附录 1 译文 析基本过程 由于高压釜体在工作时温度升高，在约束的作用下，其内部产生了热应力，因此在单元类型的选择时，应考虑到所选取的单元类型是否能满足热分析处理的要求。其次，考虑到设计的高压釜体壁厚较大，不能选用壳单元类型进行分析，否则可能会由于高压釜体沿壁厚各参数过大而导致错误的结果。 在釜体下部，由于受内表面压力和底部轴向自由度的限制，其变形量很小，从釜体底部往上，由于未限制釜体沿径向的自由度，变形量逐渐增大，但由于在釜体上部，与上盖连接处法兰的壁厚较大，其变形较小，从而使得釜体变形最大处位 于釜体中上部，最大变形量为 于应力的分析，主要分析的是 力。 一种屈服准则 ,屈服准则的值通常被称为等效应力。 处理过程中 “常被称作 效应力，它遵循材料力学第四强度理论 (形状改变比能理论 )。第三强度理论认为最大剪应力是引起流动破坏的主要原因，如低碳钢拉伸时在与轴线成 45 度的截面上发生最大剪应力，材料沿着这个平面发生滑移，出现滑移线。这一理论比较好的解释了塑性材料出现塑性变形的现象。形式简单，但结果偏于 安全。第四强度理论认为形状改变比能是引起材料流动破坏的主要原因。结果更符合实际。一般脆性材料，铸铁、石料、混凝土，多用第一强度理论，考察绝对值最大的主应力。一般材料在外力作用下产生塑性变形，以流动形式破坏时，应该采用第三或第四强度理论。压力容器上用第三强度理论（安全第一），其它多用第四强度理论。效应力就是一维屈服应力在多轴应力状态下的表达。 热 体内部应力最大值位于釜体底部内表面圆角处，主要是热应力的作用；随着位置的升高，其应力有所增 加，这主要是受结构应力的作用。于 35料的许用应力 = 586 机械工程发展趋势： 发展工程机械是国民经济建设的重要装备，在装备工业中占有举足轻重的地位。中国工程机械行业 2007 年的销售收入为 2 223 亿元，位居世界工程机械行业第二位。从 2001 年到 2007 年，年均增速超过 24%。出口额从 1998 美元增长到 2007 年的 87 亿美元， 10 年间增长了 37 倍，中国的工程机械行业在全球同行中占有重要位置，产品已出口到欧美等工程机械强国，正在 向“ 制造大国 ” 和 “ 制造强国 ” 迈进。 但是，与国际先进水平相比，中国工程机械的整体水平尚有差距，部分产品在国际主流市场上处于二、三流产品的地位；中国工程机械企业与大型工程机械跨国企业集团相比，竞争力还比较弱。在迈向工程机械制造强国的征途中，发展的形势将更严峻、面临的挑战将更大。 面临的形势是经济与市场的全球化、竞争的白热化以及需求的个性化与便利化、相关利益主体的多元化、科技发展的高速化，这就要求我们科学、准确地预测未来，快速应对，只有这样才能保持已形成的优势并赶超先进。 人文关怀、可持续发展成为行业科技创新的 理念工程机械作为人自身能力的延伸，一直与人类文明进步共同发展。随着科学技术的进步，人类对生活质量的不断追求以及对尊严的重视，为工程机械发展提出了许多新的课题。中国工程机械行业顺应需求，重视加强微电子技术、信息技术、光电技术、新材料技术与机械制造技术之间的结合、融合，促进产品向多样化、智能化、绿色化等领域攻关与创新。 智能化和产品规格延伸彰显人文关怀工程机械产品的应用空间随着人类对生活品质日渐增长的需求而逐渐得以拓展，已由原来的建筑、筑路、水利电力、矿业等传统领域向城市狭窄施工场所、山区丘陵地区的农业施工场所 及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、园林、园艺、建筑物层内和地下工程作业环境，及大型、特大型施工工程和矿山拓展。因此，要求工程机械逐步向两端延伸，即微型化与大型化、特大型化。大型、特大型工程机械产品随着大型、特大型工程的不断增多，市场需求量不断增长。它们具有研制与生产周期长、科技含量高、附加值高的特点，代表了一个国家或一个重要企业工程机械制造水平，这些产品多被发达国家的几家跨国公司垄断。 另一方面，为了提高生产效率，减轻劳动强度，改善劳动条件，尽可能地用机械作业替代人力劳动成为一种发展趋势，为适应这种工程作业 环境使用要求，小型及微型工程机械的需求将迅速增长。微型产品不但其外形尺寸受到具体约束，同时其外观形态、色调等方面的设计愈来愈体现了与自然、环境的融合，更彰显了对人性尊重的人文关怀。 其次是同一产品由单一功能向多功能化、柔性化方向发展，即在通用产品的基础上增加模块化的功能部件，实现产品功能的多样化；或通过全新的模块化设计、制造以及不同模块之间的柔性化组合，实现功能多样化，传统意义上的工程机械产品种类划分将受到挑战。工程推土机应向微型、小型与大型、特大型等两端延伸，开发适应如湿地、沙漠、灌木丛等不同工况要求的， 多功能、多用途、高效节能的产品以及相应的辅助功能模块。装载机应开发斗容量大、发动机功率大、掘起力大、倾翻负荷大、牵引力大、废气排放少的大型环保产品和可装载、可抓物、可侧卸、可起重，经济性好的一机多用型产品（如破碎机）。 工程挖掘机要延伸发展大型液压挖掘机、微型挖掘机、无人驾驶液压挖掘机、遥控水下挖掘机、水下推土机、水下挖沟机。 轮式起重机要开发技术先进、可靠性高、寿命长、施工质量好而且新技术含量高的一机多用型的多功能产品等。通过工程机械的信息化、智能化，可以提高工程机械各种故障的自我诊断和修复能力，降低施工 人员的劳动强度、提高工作效率和工程质量。在一些特殊工况下，如高温、严寒、高空、辐射、水下和地下等工况，可以代替施工人员进行智能化、高质量施工。操作系统的自动化控制与远程控制、施工的精确定位与控制、故障诊断与监控等技术在工程机械上的应用将会越来越普遍。应用机电液一体化技术、电子计算机技术、监测控制技术以及这些技术的集成技术开发的装载机、挖掘机、筑养路机械、叉车、混凝土搅拌运输机械和起重机等新型工程机械产品将会不断出现。 19 世纪下半叶，机械工程成为一门独立学科。分解趋势在 20 世纪中期（第二次世界大战结束前后） 达到最高峰。由于机械工程的知识总量已扩大到远非一个人所能全部掌握，不能统观和统筹稍大规模工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化（如新技术、新材料和新产品的出现、材料与半成品的供应及价格变化等）的适应能力很差。因此，从 20 世纪中、后期开始，机械工程又出现了综合的趋势。人们更多地关注基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。 工程技术的发展在提高人类物质文明和生活水平的同时，也对自然环境起破坏作用。 20 世纪中期以来，最突出的问题是资源，尤其是能源的大量消耗和对环境的污染。未来，机械新产品的研制将以降低资源耗费，发展纯净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为重要任务。 附录 2 英文参考资料 of s at of of of to of of of be it be to of is to In of to of is of no in of to in so at of is is a is to as is it . is of is of of as in 5 of in is of be of of to of in of or , is of is of of is by 35 = 586of is an a in 007 ,223 in 001 007 , an of 4 %. 224 998 to 8.7 007 , 10 an 7 s an in is s of in in of of is in of be be us to to up of as an of s of of of of of to on to as of of be to in of to to is a a or a of a of On in to as a to of to of of a to an of on of or to in be of to to as be be be of a eg . to of to of of a By to of of of In as as as of in of of to of 9th an In I ) a As of in to a of of in on as of ) to to 0th to of to on 0th is of In of of of as an 中 北 大 学 信 息 商 务 学 院 毕业论文开题报告 学 生 姓 名： 李超伦 学 号： 12020143 名 ： 机械工程及其自动化 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 论 文 题 目 ： 基于 件的板中 激励特性的仿真研究 指 导 教 师 : 周进节 2016 年 3 月 21 日 毕 业 论 文 开 题 报 告 1结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 论文主旨，本 论文主要利用 件完成对无缺陷或含典型裂纹缺陷板类结构的几何建模，设计特定的加载信号在板中激励出单一模态的 ，并采用所激励的单一模态 进行缺陷的模拟检测，以总结相关规律，为采用 行板结构无损检测提供理论指导。 什么时候 ？ 声波传播在当板较薄时，板的两个边界面都会有影响，声波在两个自由边界上均会发生反射，叠加后就形成了 ，即兰姆波。 兰姆波又分为对称型 (S 型 )和非对称型 (A 型 )，指因物体两平行表面所限而形成的纵波与横波组合的波，它在整个物体内传播 ，质点作椭圆轨迹运动。 对称型 (S 波，扩展波 )兰姆波的特点是薄板中心质点作纵向振动，上下表面质点作椭圆运动、振动相位相反并对称于中心。 非对称型 (A 型，弯曲波 )兰姆波特点是薄板中心质点作横向振动，上下表面质点作椭圆运动、相位相同，不对称。 什么是 件？ 件是融结构、流体、电场、磁场、 声场 分析于一体的大型通用 有限元分析软件 。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国 发。 它能与多数 件接口 ，实现数据的共享和交换，如 I ， 是现代产品设计中的高级 具之一。 软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。 前处理模块 前处理模块提供了一个强大的实体建模及 网格 划分工具，用户可以方便地构造有限元模型； 分析计算模块 分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、 声场 分析、压电分析以及多物理场的 耦合 分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有 灵敏度分析 及优化分析能力； 后处理模块 后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子 流迹 显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部 ）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。 软件提供了 100 种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如 。 新版本 编辑 美国 宾夕法尼亚州 6 月 2 日消息：作为优化产品研发流程的 仿真技术 及 软件的开发者和革新者， 司（ 纳斯达克 股票代号： 天发布 版本。新版本在性能、易用性、协同工作及耦合技术，如流固 耦合 ，等方面有很大提高。 版本是在目前的 件的基础上研发的，与其有很好的兼容性，将与 7 月正式投入市场。 延续了 贯强大的耦合场技术， 本为复杂的 流固耦合 （ 题提供了更完善的解决方案。该版本整合了世界一流的 应力分析 和流体分析技术，形成了一套完整的 决方案。通过适合于特定场要求的 网格 划分，一个单一的几何体可以应用于两种场。该版本提供了有效地解决 力学分析的信息交换功能。目前市场上没有任何其他的 件可以提供如此强大的稳健性和高度的精确性分析。另外，该版本可以在多个机群 进行 并行处理 解决超大模型。 表了最先进的 合技术，较 了显著的提高” ， 司总裁兼首席执行官 ， 我们一直致力于拓展 真技术 的广度和深度，同时建立各种类型的仿真分析软件的空前大连盟。得益于 合 术的架构，我们创建了建模、仿真、分析、前后处理的一系列 无缝链接 。 版本整合了世界上最优秀的结构、热、流体等分析功能。” 入了旋转机械和叶片设计工具，丰富了 境下的行业化功能。即 款针对旋转机械叶片构件的高效的三维设计工具；以及款高质量的叶片设计六面体 网格 划分工具。 结合了 涡轮专用的前后处理 能， 本提供了涡轮机械设计和分析完整的解决方案，” 司副总裁兼
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号