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基于超声扩散场的焊接节点疲劳损伤早期检测及剩余寿命评估
1
作者 高树灵 李宁 +1 位作者 岳亚男 张芮 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期22-33,45,共13页
钢结构焊接节点在疲劳载荷作用下易发生损伤、破坏,目前基于超声技术检测疲劳损伤的方法已得到初步验证,但早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估仍存在困难和挑战。该研究基于超声扩散场能量密度提出一种检测焊接节点疲劳损伤的方法。该方法... 钢结构焊接节点在疲劳载荷作用下易发生损伤、破坏,目前基于超声技术检测疲劳损伤的方法已得到初步验证,但早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估仍存在困难和挑战。该研究基于超声扩散场能量密度提出一种检测焊接节点疲劳损伤的方法。该方法通过计算有损和无损状态下超声能量密度的差异,定义焊接节点疲劳损伤指数;采用对接焊缝和十字形传力角焊缝试件,验证损伤指数对焊接节点疲劳损伤的敏感性和普适性;而后,对早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估与棘轮应变检测结果进行对比。试验结果表明:所提出的损伤指数变化趋势与棘轮应变检测结果吻合度高;焊接节点疲劳裂纹扩展时,损伤指数增长尤为快速;当裂纹萌生时,损伤指数表现出突然增大的趋势,据此定义早期裂纹萌生预警判据,实现对焊接节点疲劳全寿命60%~80%的早期剩余寿命评估;同时,根据损伤指数曲线明显的谷值点,实现焊接节点寿命30%~50%的早期剩余寿命评估。 展开更多
关键词 超声扩散场 焊接节点 疲劳损伤检测 早期预警 剩余寿命评估
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基于超声能量扩散的CFST界面剥离损伤检测方法与验证 被引量：2
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作者 李宁 张海月 +1 位作者 高树灵 李忠献 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期111-120,共10页
钢管混凝土(CFST)构件因其具有良好的抗压、抗弯、抗剪能力,近年来被广泛用于各类型工程结构之中。鉴于CFST施工过程中,钢管与内部混凝土之间可能出现离析、剥离等缺陷,会降低或破坏钢管与混凝土的协同作用,导致承载力降低等问题。在受... 钢管混凝土(CFST)构件因其具有良好的抗压、抗弯、抗剪能力,近年来被广泛用于各类型工程结构之中。鉴于CFST施工过程中,钢管与内部混凝土之间可能出现离析、剥离等缺陷,会降低或破坏钢管与混凝土的协同作用,导致承载力降低等问题。在受到极端荷载下,严重时会导致较大安全隐患和失效可能。因此,开展CFST剥离损伤检测十分必要。该文试制了采用超声能量扩散进行构件损伤检测的测试平台;对一批预设界面剥离损伤的方形截面CFST柱进行了不同频率超声波、考虑不同剥离尺寸影响的实测研究,得到归一化扩散及耗散系数,并以此作为管壁与内部混凝土剥离的检测指标;基于最佳激发频率提出CFST界面损伤判定依据,并采用COMSOL软件进行数值模拟验证。结果表明:归一化扩散及耗散系数对剥离损伤尺寸较敏感,可作为探明损伤规律性的重要参数。提出的CFST界面损伤判定模型与仿真试验吻合良好,最小误差为3.03%,平均误差小于10%,表明损伤判定模型能准确、有效定量识别钢管与核心混凝土间的界面剥离损伤,可拓展应用于同类型构件的损伤诊断和预判。 展开更多
关键词 超声波无损检测 超声能量扩散 钢管混凝土 剥离损伤 数值模拟
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基于共享内存的过约束多自由度振动台解耦控制方法 被引量：2
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作者 李宁 陈俊 +2 位作者 高树灵 韩庆华 李忠献 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期329-337,共9页
为了提高由过约束作动器驱动的地震模拟振动台振动信号的复现性能,对振动台和控制系统进行建模和小尺寸模型振动台试验验证,分析了采用8个作动器耦联驱动的小型三向六自由度振动台系统特性,在理论上采用正、反运动学模型对其进行动态解... 为了提高由过约束作动器驱动的地震模拟振动台振动信号的复现性能,对振动台和控制系统进行建模和小尺寸模型振动台试验验证,分析了采用8个作动器耦联驱动的小型三向六自由度振动台系统特性,在理论上采用正、反运动学模型对其进行动态解耦;利用混合试验中的共享内存具有的实时存储与读取的功能,以控制器、Speed‑Goat及数据采集系统构建去中心化的控制系统硬件平台,采用SpeedGoat旁路控制器,对所提出的解耦控制方法进行了试验验证,证明了该控制方法的可行性和可靠性。经试验验证的机构解耦算法运算量小,可拓展多种更复杂的控制方法,在硬件平台更普适。 展开更多
关键词 振动台 三向六自由度 解耦控制算法 共享内存 SIMULINK
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三元催化器筒段环缝焊接温度场及应力场数值模拟分析 被引量：2
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作者 高树灵 李云涛 +1 位作者 马蒙蒙 褚亮 《焊接技术》 2017年第5期12-17,共6页
以筒体直径为114 mm的三元催化器筒段环缝为研究对象,根据三元催化器实际设计结构,运用MSC.marc软件对三元催化器筒体与上、下盖环缝焊接进行有限元模拟分析,分别采用1 000,2 000,3 000,4 000 W热输入功率模拟计算,得到了焊接过程的温... 以筒体直径为114 mm的三元催化器筒段环缝为研究对象,根据三元催化器实际设计结构,运用MSC.marc软件对三元催化器筒体与上、下盖环缝焊接进行有限元模拟分析,分别采用1 000,2 000,3 000,4 000 W热输入功率模拟计算,得到了焊接过程的温度场分布及最终残余应力场分布,结果表明,随着热输入功率增大,残余应力场面积也随之增大,在热输入功率为1 000 W时,2个结构的最大残余应力分别为290 MPa和285 MPa。在筒体弯曲部分出现了很大的变形,主要原因是筒体材料使用的是409不锈钢,该不锈钢在室温下屈服强度为240 MPa,焊接残余应力太大,引起弯曲位置变形较大。根据焊接模拟结果,本次模拟为实际焊接夹具设计和焊接工艺参数的制订提供了理论指导。 展开更多
关键词 三元催化器 环缝焊接 有限元模拟 温度场 残余应力场
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DP980高强钢薄板激光拼焊有限元数值模拟与分析 被引量：2
5
作者 吕桂财 马蒙蒙 +2 位作者 高树灵 李云涛 杨立军 《焊接技术》 2018年第8期14-19,共6页
以1.6 mm厚的DP980薄板为研究对象,基于有限元分析软件,通过调节焊接面热源和柱体热源的分配比例,建立激光焊热源模型。采用自适应网格技术对不同焊接工艺参数下DP980薄板对接焊进行温度场、应力场模拟,并通过比较正交模拟试验结果,得... 以1.6 mm厚的DP980薄板为研究对象,基于有限元分析软件,通过调节焊接面热源和柱体热源的分配比例,建立激光焊热源模型。采用自适应网格技术对不同焊接工艺参数下DP980薄板对接焊进行温度场、应力场模拟,并通过比较正交模拟试验结果,得到了较优焊接工艺,为实际焊接生产提供理论依据。结果表明,模拟所得的焊缝熔池与实际焊接结果相符,即该热源模型具有一定适用性;相比激光功率,焊缝形貌随焊接速度的变化更为明显;焊接最高温度与激光功率呈正相关,与焊接速度呈负相关;同一焊接速度,焊接残余应力及变形都随激光功率的增大而增大;同一激光功率,焊接速度合适时,焊接残余应力及变形都随焊接速度的增大而减小;相比于激光功率,焊接速度对焊接残余应力及变形的影响较大。 展开更多
关键词 激光焊 DP980双相钢 数值模拟 温度场 组合热源 残余应力
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