先进的结构损伤检测理论与应用

译者序

原书前言

第1章 引论

1.1 引言

1.2 结构损伤和结构损伤探测

1.3 SHM作为NDT的深化

1.4 SHM的跨学科性质

1.5 SHM系统的结构

1.5.1 局部SHM方法

1.5.2 整体SHM方法

1.6 与SHM系统设计有关的方面

1.6.1 设计原则

参考文献

第2章 弹性波传播的数值模拟

2.1 引言

2.2 建模方法

2.2.1 有限差分法

2.2.2 有限元法

2.2.3 谱单元法

2.2.4 边界元法

2.2.5 有限体积法

2.2.6 其他数值方法

2.2.7 时间离散化

2.3 混合和多尺度建模

2.4 局部交互仿真方法(LISA)

2.4.1 GPU实现

2.4.2 进一步发展的基于GPU的LISA软件包

2.4.3 cuLISA3D解算器的性能

2.5 耦合方案

2.6 损伤模型

2.7 波传播的吸收边界条件

2.8结论

参考文献

第3章 结构健康监测中的辅助探测概率模型

3.1 引言

3.2 探测概率

3.3 POD的理论方面

3.3.1 击中/脱靶分析

3.3.2 信号响应分析

3.3.3 置信区间

3.3.4 误报率

3.4 从POD到 MAPOD

3.5 SHM的POD

3.6 考虑缺陷几何不确定性的SHM系统的MAPOD

3.6.1 SHM系统

3.6.2 仿真框架

3.6.3 可靠性评估

3.7 结论

参考文献

第4章 非线性声学

4.1 引言

4.2 理论背景

4.2.1 接触声学的非线性

4.2.2 非线性共振

4.2.3 混频

4.3 损伤探测方法和应用

4.3.1 损伤探测非线性声学

4.4 结论

参考文献

先进的结构损伤检测理论与应用第5章 导波压电复合材料传感器

5.1 引言

5.2 导波压电传感器

5.2.1 压电元件

5.2.2 基于压电复合材料的传感器

5.2.3 交叉指型传感器

5.3 基于MFC 的新型IDT-DS

5.4 兰姆波生成压电复合材料传感器

5.4.1 数值模拟

5.4.2 实验验证

5.4.3 数值模拟与实验结果

5.4.4 讨论

5.5 IDT-DS4的兰姆波传感特性

5.5.1 数值模拟

5.5.2 实验验证

5.6 结论

附录

参考文献

第6章 机电阻抗方法

6.1 引言

6.2 理论背景

6.2.1 机电阻抗的定义

6.2.2 测量技术

6.2.3 损伤探测算法

6.3 数值模拟

6.3.1 基于有限元的机电阻抗建模方法

6.3.2 不确定性和敏感性分析

6.3.3 讨论

6.4 先进SHM系统

6.5 实验室测试

6.5.1 板结构试验

6.5.2 管道截面的状态监测

6.5.3 讨论

6.6 飞机结构应用验证

6.6.1 主起落架舱螺栓联接的监测

6.6.2 铆接机身面板监测

6.6.3 讨论

6.7 结论

参考文献

第7章 导波波束的形成

7.1 引言

7.2 理论

7.2.1 合成孔径成像

7.2.2 有效孔径概念

7.2.3 成像方案

7.2.4 自聚焦阵列

7.3 数值结果

7.3.1 有效孔径实例

7.3.2 星形阵列成像

7.3.3 DORT-CWT方法的数值验证

7.4 实验结果

7.4.1 实验装置

7.4.2 传感阵列的实验评估

7.4.3 有效孔径的实验评估

7.4.4 使用合成孔径的损伤成像

7.4.5 DORT-CWT方法的实验验证

7.4.6 基于自聚焦发射阵列的损伤成像

7.5 讨论

7.6 结论

参考文献

第8章 模态滤波技术

8.1 引言

8.2 当前发展状况

8.3 方法的制定

8.4 方法的数值验证

8.4.1 用于模拟的模型

8.4.2 测试程序

8.4.3 分析的结果

8.4.4 基于模型的探测概率

8.5 基于模态过滤的监测系统

8.5.1 主要假设

8.5.2 测量诊断装置

8.5.3 模态分析和模态过滤软件

8.6 实验室测试

8.6.1 测试程序

8.6.2 实验结果

8.6.3 探测分析的概率

8.7 操作测试

8.8 结论

参考文献

第9章 振动红外热成像法

9.1 引言

9.2 热成像无损检测技术现状

9.3 振动热成像检测系统的发展

9.4 虚拟测试

9.5 实验室测试

9.6 现场测量

9.7 概要和结论

参考文献

第10章 基于视觉的监测系统

10.1 引言

10.2 当前发展现状

10.3 数字图像相关法的挠度测量

10.4 图像配准和平面矫正

10.5 自动特征检测和匹配

10.5.1 基于挠度变形的损伤检测和定位

10.6 软件工具开发

10.7 方法的数值研究

10.7.1 视觉测量系统的数值模型

10.7.2 方法的不确定性研究

10.7.3 基于概率模型的损伤探测

10.8 方法的实验室研究

10.8.1 实验室设置方法的测试

10.8.2 实验室研究方法的探测概率

10.8.3 开发方法的精度研究

10.9 方法的关键研究和评价

10.9.1 电车高架桥挠度监测

10.10 结论

参考文献

《国际电气工程先进技术译丛:先进的结构损伤检测理论与应用》全面回顾了各种监测技术的最新进展以及其在结构健康监测（SHM）中的应用。本书强调基本概念、基本原理和典型应用，并侧重理论方法研究和工程应用的有机结合，内容涉及弹性波数值模拟、非线性声学、探测概率模型、压电传感技术、模态滤波技术、热成像技术以及基于视觉的监测技术等诸多学科，充分体现了损伤探测和结构健康监测的技术前沿。全书共分10章：第1章引论，第2章介绍弹性波在平面结构中传播的数值模拟方法，第3章介绍结构健康监测系统（SHM）辅助探测概率模型的应用，第4章提供了非线性声学在SHM中应用的状况，第5章讨论用于产生和传感表面波和兰姆波的压电换能器，第6章给出了机电阻抗（EMI）方法，第7章回顾了采用传感器阵列选取兰姆波聚焦的方法，第8章介绍了模态滤波器的理论和应用，第9章讨论了在无损评价（NDE）和结构健康监测（SHM）中使用热成像技术的不同方式，第10章介绍了基于视觉的监测系统。本书收集了近年来结构健康监测、损伤探测以及压电传感技术等方面的最新研究成果，并包括大量相关示例，内容新颖，图表清晰，实用性强。

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