以指接榫和燕尾榫结构为例, 利用压电主动传感技术对榫卯结构进行健康工况和损伤工况的损伤识别实验研究。其中,指接榫考虑水平和垂直连接的榫头松动和缺损工况, 燕尾榫考虑实验机加载破坏工况。对压电传感器所接收到的信号进行小波包分解, 并以各频段信号能量总和作为损伤指标对损伤程度进行定量评估。实验结果表明, 指接榫结构所接收的信号能量随损伤程度的不断增加而减小; 加载过程中,燕尾榫结构的榫头间先挤压紧密再出现榫头破坏, 所接收到的信号能量出现先增大后减小的情况。因此, 利用压电主动传感技术可实现对榫卯结构的损伤识别。可为相关专业的研究生及工程技术人员基于压电传感技术进行无损检测提供实验方法。

套筒灌浆连接是当前装配式建筑中受力钢筋的主要连接方式, 其灌浆质量是影响装配式混凝土结构性能的关键因素之一。运用压电陶瓷材料的驱动和传感功能, 该文提出了一种基于波动分析的套筒灌浆缺陷主动检测方法, 并通过试验验证其可行性, 通过数值模拟分析其机理。在套筒连接钢筋表面粘贴压电片, 测量健康试件和设置有不同尺寸缺陷试件上压电陶瓷传感器的输出信号, 并对小波包能量进行分析和比较。结果表明, 灌浆缺陷导致压电陶瓷传感器输出信号的电压幅值增大, 小波包能量指标与套筒灌浆缺陷尺寸大小相关。该法能对套筒内灌浆缺陷进行有效检测。

销轴连接作为工程中一种常用的连接构件，实时监测其在荷载下的健康状态，对结构的整体稳定性至关重要。该文研究了一种基于压电理论的销轴连接受力状态的实时监测方法，并对其展开了理论和实验研究。同时基于小波包理论分析接收信号的能量，从而识别销轴连接的受力状态。研究结果表明，接收信号的能量与销轴连接的受力状态相关，随着接触面的法向压力增大，接收信号的能量增大，但当法向压力增大到一定值后，接收信号能量达到饱和。因此，该文提出的基于压电理论的销轴连接受力状态监测方法在一定的荷载范围内具有良好的可行性和应用意义。

为了识别灌浆套筒内壁因氯离子侵蚀后达到的不同锈蚀程度, 首先, 通过加速锈蚀的相关理论方法推导了套筒内壁达到不同锈蚀率所需要的时长; 然后, 采用电化学法对套筒内壁进行加速锈蚀, 并使用锈蚀监测系统对5组不同锈蚀工况下的试件进行监测, 获得各试件在不同激励频率下的时域信号; 最后, 通过信号峰-峰值和小波包能量值对时域信号进行分析, 提出了两种不同的锈蚀指标。结果表明,基于信号峰-峰值和小波包能量的两种锈蚀指标均能够有效、合理地评估灌浆套筒内壁的锈蚀状态, 为套筒内壁的锈蚀监测方法提供参考。

针对预应力波纹管弯曲位置处易出现灌浆不密实问题, 该文提出了一种基于压电波动法的预应力波纹管密实性监测研究方法。在塑料波纹管纵向4个横截面的顶部和底部各粘贴1个压电陶瓷片, 通过其单发单收的“区域交叉”的纵向监测方式, 分析了9个灌浆工况中接收信号幅值、频率和小波包能量的变化规律。当波纹管灌浆料密实时, 其功率谱密度和小波包能量变化明显, 验证了压电波动法监测的有效性。

为了实现对金属构件表面微小裂纹的定量检测, 本文采用仿真和实验相结合的方法, 对经过不同深度表面裂纹的激光超声透射Rayleigh(瑞利)波的波形进行对比分析, 提取畸变区域内的波形, 计算其波包能量, 研究波包能量与表面裂纹深度的依赖关系, 并通过拟合表达式对裂纹深度进行反演。研究结果表明: 当表面裂纹的深度以0.1 mm的步长从0.1 mm增加到0.5 mm时, 透射Rayleigh波的波包能量呈线性减少, 且仿真与实验分析结果相一致。反演所得裂纹深度与理论裂纹深度的最大误差为0.022 4 mm, 总体平均误差为0.011 5 mm。因此, 该研究结果可以有效的对表面裂纹深度进行定量表征。

准确诊断油纸绝缘材料的老化程度是保证油纸绝缘设备安全运行的重要技术手段。 拉曼光谱在物质成分分析及状态诊断领域已经普遍应用。 结合实验室搭建的油纸绝缘拉曼光谱分析平台, 根据绝缘纸的平均聚合度将加速热老化实验获得的油纸样本分为四个老化阶段。 通过对不同老化样本拉曼光谱所包含的能量信息分析, 运用小波包能量熵提取特征量, 结合Fisher判别法构造判别函数, 建立基于拉曼光谱老化特征量的油纸绝缘老化诊断模型, 并收集现场变压器油样验证诊断模型的泛化能力。 结果表明, 两个判别函数能区分不同老化阶段的绝缘油样, 对于老化样本的判别正确率达到84.2%。 拉曼光谱结合小波包能量熵和Fisher判别分析法能够有效地对油纸绝缘老化状态进行诊断。

基于Mach-Zehnder/Sagnac混合干涉仪原理, 利用分布式光纤对城市燃气管道进行泄漏监测模拟实验研究。对测量光纤长4 km和6 km时的干涉信号利用小波包能量谱提取法和绝对距离法相结合的方法诊断管道泄漏与否, 再结合频谱图进行泄漏定位, 最后对系统的虚警率(false alarm rate, FAR)进行了分析。结果表明, 与传统直接通过频谱图识别零点频率的方法相比, 虚警率降低了8.475%, 能够更准确地识别燃气管道泄漏与否, 从而提高系统监测及定位的可靠性。

随着科学技术的不断进步和发展,越来越多的新型复合材料构件在工业制造过程中被采用,然而复合材料 在服役过程中一旦损坏将造成巨大的损失,因此对复合材料的结构健康检测显得十分重要。将布拉格光纤 光栅(FBG)传感技术应用于玻璃纤维复合材料薄板检测,采用主动冲击的方式在玻璃纤维复合材料板上 激励声波,采集损伤前后的冲击响应信号,研究了基于小波包能量谱冲击响应的损伤识别。通过小波包分解, 得到损伤前后的小波能量谱变化比直方图,比较图中各阶小波包能量比,能够实现复合材料的损伤识别。

提出了双电子H+3体系的一维计算模型。 采用对称分裂算符法计算波函数的时间演化, 数值模拟了在800 nm波长激光脉冲作用下体系的高次谐波(HHG)谱性质。 通过哈密顿算符中的电子相互作用项研究了电子间互作用对HHG谱的作用, 结果发现电子间的相互作用对HHG谱性质的影响不大, 但是会对截止频率有一定影响; 还模拟了体系在不同核间距下的HHG谱的截止频率, 发现较大的核间距的截止频率大于半经典三步模型给出的截止频率, 并对其进行了初步分析。