導(dǎo)波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方法與實(shí)踐
定 價(jià)：200 元
叢書名：飛行器系列叢書
- 作者：袁慎芳,任元強(qiáng),邱雷
- 出版時(shí)間：2025/10/1
- ISBN：9787030822277
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TB4
- 頁(yè)碼：432
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：B5
先進(jìn)裝備的發(fā)展對(duì)國(guó)家具有重大意義，先進(jìn)裝備結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是實(shí)現(xiàn)裝備視情維護(hù)、單機(jī)監(jiān)控、壽命預(yù)測(cè)及科學(xué)管理等一系列智能運(yùn)維新技術(shù)的前提，智能運(yùn)維不僅可以保障結(jié)構(gòu)安全，更能極大提升結(jié)構(gòu)效能，進(jìn)而提升裝備性能。導(dǎo)波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)研究中的重要方法之一。本書系統(tǒng)總結(jié)了作者團(tuán)隊(duì)30余年導(dǎo)波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方面所發(fā)展的創(chuàng)新理論方法及典型應(yīng)用案例，力求突出科學(xué)性、新穎性和實(shí)用性，旨在為相關(guān)研究和應(yīng)用人員提供基礎(chǔ)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的參考。
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1986.9-1990.7 南京航空航天大學(xué)，測(cè)試計(jì)量與儀器專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位
1990.9-1993.3 南京航空航天大學(xué)，實(shí)驗(yàn)力學(xué)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，導(dǎo)師：陶寶祺院士
1993.3-1996.3 南京航空航天大學(xué)，測(cè)試計(jì)量及儀器專業(yè)，獲博士學(xué)位，導(dǎo)師：陶寶祺院士2022-至今 航空航天結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任
2017-至今 南京航空航天大學(xué)校黨委委員
2016-2022 南京航空航天大學(xué)智能材料與結(jié)構(gòu)研究所所長(zhǎng)
2015-至今 南京航空航天大學(xué)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)中心，主任
2011-至今 南京航空航天大學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，教授、博士生導(dǎo)師
2002-2016 南京航空航天大學(xué)智能材料結(jié)構(gòu)研究所副所長(zhǎng)/教授、博士生導(dǎo)師
2001-2002 南京航空航天大學(xué)航空科技智能材料與結(jié)構(gòu)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任/教授
1997-2001 南京航空航天大學(xué)航空科技智能材料與結(jié)構(gòu)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任/副教授
1996-1997 南京航空航天大學(xué)測(cè)試工程系講師智能結(jié)構(gòu)及健康監(jiān)測(cè)作為通訊作者、第一作者發(fā)表論文252篇，其中SCI檢索91篇，EI檢索95篇，其他核心期刊檢索66篇.
代表性論文：
Yuan S, Jing H, Wang Y, et al. A whole service time SHM damage quantification model hierarchical evolution mechanism[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2024, 209: 111064.（IF:8.934,Q1）
等等高速載運(yùn)設(shè)施無損檢測(cè)監(jiān)控技術(shù)工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（南京航空航天大學(xué)）學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任委員
廈門大學(xué)、江蘇大學(xué)客座教授
民航智能飛行重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國(guó)商飛）學(xué)術(shù)委員會(huì)委員
可靠性與環(huán)境工程技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京航空航天大學(xué)）學(xué)術(shù)委員會(huì)委員
中國(guó)-波蘭測(cè)控技術(shù)‘一帶一路’聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室（華中科技大學(xué)）學(xué)術(shù)委員會(huì)委員
承壓系統(tǒng)與安全教育部教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華東理工大學(xué)）學(xué)術(shù)委員會(huì)委員
歐洲結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)委員會(huì)委員
國(guó)際期刊Structural Health monitoring an International Journal副主編，Chinese Journal of Aeronautics，Journal of Nondestructive Evaluation Diagnostics and Prognostics of Engineering Systems，Journal of Frontiers in Aerospace Engineering 編委，航空學(xué)報(bào)、儀器儀表學(xué)報(bào)、振動(dòng)與沖擊、測(cè)控技術(shù)、數(shù)據(jù)采集與處理、南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)編委
中國(guó)航空學(xué)會(huì)健康管理與預(yù)測(cè)專業(yè)委員會(huì)副理事長(zhǎng)
等等
目錄
第1章 概述 1
1.1 飛行器智能材料結(jié)構(gòu)與健康監(jiān)測(cè) 1
1.1.1 飛行器智能材料結(jié)構(gòu) 1
1.1.2 飛行器結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè) 2
1.1.3 結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)的發(fā)展需求 3
1.2 飛行器結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與健康管理 7
1.2.1 預(yù)測(cè)與健康管理的概念 7
1.2.2 結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)及健康管理的發(fā)展 9
1.3 飛行器結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)方法 14
1.3.1 壓電結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方法 14
1.3.2 光纖結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方法 19
1.3.3 其他結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)方法 21
1.4 損傷監(jiān)測(cè)要求及監(jiān)測(cè)方法能力分析 23
1.4.1 飛行器結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)要求 23
1.4.2 結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)方法能力分析 24
1.5 導(dǎo)波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方法的發(fā)展 26
1.5.1 導(dǎo)波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)發(fā)展脈絡(luò) 26
1.5.2 導(dǎo)波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)關(guān)鍵方法 27
1.6 本書內(nèi)容 28
參考文獻(xiàn) 28
縮略詞 30
第2章 結(jié)構(gòu)中導(dǎo)波及其特性 31
2.1 彈性波及導(dǎo)波 31
2.1.1 體波 32
2.1.2 界面波 32
2.1.3 導(dǎo)波 34
2.2 導(dǎo)波的傳播特性 34
2.2.1 導(dǎo)波模式及多模式特性 35
2.2.2 導(dǎo)波的群速度與相速度 35
2.2.3 導(dǎo)波的其他傳播特性 37
2.3 結(jié)構(gòu)中導(dǎo)波的產(chǎn)生及激勵(lì) 42
2.3.1 沖擊誘發(fā)導(dǎo)波 42
2.3.2 結(jié)構(gòu)聲發(fā)射信號(hào) 43
2.3.3 導(dǎo)波的主動(dòng)激勵(lì) 44
2.4 典型結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)波 48
2.4.1 典型金屬結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)波 48
2.4.2 典型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)波 51
2.4.3 復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)波傳播 53
2.5 導(dǎo)波傳播速度獲取方法 57
2.5.1 導(dǎo)波的時(shí)頻成分提取方法 58
2.5.2 導(dǎo)波群速度獲取方法 64
2.5.3 導(dǎo)波相速度獲取方法 66
2.6 本章小結(jié) 69
參考文獻(xiàn) 69
注釋表 70
縮略詞 71
第3章 導(dǎo)波SHM的建模仿真方法 72
3.1 導(dǎo)波SHM建模仿真概述 72
3.1.1 導(dǎo)波SHM建模仿真的作用 72
3.1.2 導(dǎo)波SHM建模過程 72
3.1.3 導(dǎo)波SHM主要建模方法 73
3.2 導(dǎo)波SHM建模仿真基礎(chǔ) 75
3.2.1 彈性力學(xué)基本方程 75
3.2.2 壓電方程 78
3.2.3 波動(dòng)方程 80
3.3 導(dǎo)波SHM的解析建模 82
3.3.1 導(dǎo)波SHM解析建模方法 82
3.3.2 導(dǎo)波SHM解析建模案例 93
3.4 導(dǎo)波SHM的有限元數(shù)值仿真 94
3.4.1 常用仿真分析軟件 94
3.4.2 基于COMSOL Multiphysics的導(dǎo)波SHM仿真分析方法 95
3.4.3 導(dǎo)波SHM仿真分析案例 97
3.5 典型結(jié)構(gòu)損傷影響下的導(dǎo)波特性仿真 100
3.5.1 金屬結(jié)構(gòu)裂紋擴(kuò)展下的導(dǎo)波仿真 100
3.5.2 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分層損傷的導(dǎo)波仿真 103
3.6 本章小結(jié) 106
參考文獻(xiàn) 106
注釋表 107
縮略詞 108
第4章 服役條件對(duì)導(dǎo)波傳播的影響分析方法 109
4.1 飛行器常見服役條件 109
4.2 服役條件對(duì)導(dǎo)波傳播的影響和機(jī)理分析 110
4.3 導(dǎo)波傳播影響的仿真和實(shí)驗(yàn)分析方法 114
4.3.1 導(dǎo)波傳播影響的仿真分析方法 114
4.3.2 導(dǎo)波傳播影響的實(shí)驗(yàn)分析方法 118
4.4 導(dǎo)波信號(hào)的服役影響補(bǔ)償 120
4.4.1 服役條件影響補(bǔ)償原理 120
4.4.2 基準(zhǔn)優(yōu)化補(bǔ)償方法 121
4.4.3 少量基準(zhǔn)下的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償方法 123
4.5 本章小結(jié) 129
參考文獻(xiàn) 129
注釋表 131
縮略詞 131
第5章 導(dǎo)波SHM中的激勵(lì)傳感調(diào)控機(jī)制 132
5.1 導(dǎo)波激勵(lì)傳感調(diào)控的要求及機(jī)制 132
5.1.1 導(dǎo)波SHM中激勵(lì)傳感的要求 132
5.1.2 導(dǎo)波SHM中激勵(lì)傳感調(diào)控機(jī)制 132
5.2 導(dǎo)波激勵(lì)傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及封裝方法 133
5.2.1 導(dǎo)波傳感器性能一致性控制方法 133
5.2.2 導(dǎo)波傳感器柔性輕量化引線封裝方法 137
5.2.3 柔性導(dǎo)波激勵(lì)傳感網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)共形設(shè)計(jì) 139
5.3 結(jié)構(gòu)一體化集成及驗(yàn)證方法 140
5.3.1 導(dǎo)波激勵(lì)傳感網(wǎng)絡(luò)與結(jié)構(gòu)的集成方法 140
5.3.2 導(dǎo)波激勵(lì)傳感網(wǎng)絡(luò)的可靠性驗(yàn)證方法 142
5.4 導(dǎo)波激勵(lì)傳感調(diào)控方法 146
5.4.1 導(dǎo)波信號(hào)模式調(diào)控方法 146
5.4.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化方法 147
5.5 本章小結(jié) 151
參考文獻(xiàn) 151
注釋表 152
第6章 結(jié)構(gòu)損傷的導(dǎo)波特征及診斷 153
6.1 導(dǎo)波的信號(hào)降噪處理 153
6.1.1 導(dǎo)波數(shù)字濾波器降噪原理 153
6.1.2 導(dǎo)波數(shù)字濾波器降噪案例 156
6.2 導(dǎo)波損傷因子提取方法 157
6.2.1 導(dǎo)波特征波段提取 158
6.2.2 導(dǎo)波損傷因子提取 160
6.2.3 導(dǎo)波損傷因子特性分析 163
6.2.4 導(dǎo)波損傷因子融合強(qiáng)化方法 168
6.2.5 導(dǎo)波損傷因子應(yīng)用案例 170
6.3 基于損傷因子的診斷方法 171
6.3.1 損傷報(bào)警閾值及定量化關(guān)系標(biāo)定 172
6.3.2 模式識(shí)別損傷診斷 174
6.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷診斷 177
6.3.4 基于損傷因子的損傷診斷案例 188
6.4 本章小結(jié) 197
參考文獻(xiàn) 197
注釋表 198
縮略詞 199
第7章 導(dǎo)波SHM中的概率挖掘診斷方法 200
7.1 服役條件下的導(dǎo)波特征分布及概率挖掘診斷 200
7.1.1 時(shí)變服役條件下導(dǎo)波特征的不確定分布 200
7.1.2 導(dǎo)波SHM的概率挖掘診斷方法 202
7.2 導(dǎo)波SHM高斯過程模型診斷方法 203
7.2.1 導(dǎo)波SHM高斯過程診斷模型 204
7.2.2 導(dǎo)波SHMGP 診斷模型建立方法 212
7.2.3 導(dǎo)波SHMGP 定量化診斷流程 215
7.2.4 導(dǎo)波SHMGP 診斷案例 216
7.3 導(dǎo)波SHM的高斯混合模型診斷方法 221
7.3.1 導(dǎo)波SHM高斯混合模型 221
7.3.2 導(dǎo)波SHMGMM模型的建立方法 222
7.3.3 導(dǎo)波SHMGMM的遷移表征 225
7.3.4 基于遷移距離的結(jié)構(gòu)損傷定量化診斷 229
7.3.5 導(dǎo)波SHMGMM 診斷案例 231
7.4 導(dǎo)波SHM隱馬爾可夫模型診斷方法 232
？ⅷ？ 導(dǎo)波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方法與實(shí)踐
7.4.1 導(dǎo)波SHM隱馬爾可夫模型 232
7.4.2 導(dǎo)波SHMHMM的建立方法 237
7.4.3 導(dǎo)波SHMHMM的概率診斷機(jī)制 241
7.4.4 導(dǎo)波SHMHMM的建模穩(wěn)定性優(yōu)化 246
7.4.5 導(dǎo)波SHMHMM診斷案例 247
7.5 本章小結(jié) 256
參考文獻(xiàn) 257
注釋表 258
縮略詞 259
第8章 導(dǎo)波SHM貝葉斯濾波融合診斷方法 260
8.1 導(dǎo)波SHMBF融合診斷思想 260
8.2 導(dǎo)波SHMBF狀態(tài)空間模型建立方法 262
8.2.1 損傷擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)方程建立方法 262
8.2.2 導(dǎo)波SHM觀測(cè)方程建立方法 264
8.3 導(dǎo)波SHMBF融合診斷方法及算法 265
8.3.1 導(dǎo)波SHMBF融合診斷方法 266
8.3.2 序貫重要性采樣/重采樣算法 267
8.4 導(dǎo)波SHMBF融合診斷流程及優(yōu)化 270
8.4.1 導(dǎo)波SHMBF融合診斷方法流程 270
8.4.2 融合診斷算法性能優(yōu)化 272
8.5 基于導(dǎo)波SHMBF的融合診斷案例 274
8.6 本章小結(jié) 276
參考文獻(xiàn) 276
注釋表 277
縮略詞 278
第9章 導(dǎo)波稀疏陣列損傷成像方法 279
9.1 導(dǎo)波稀疏陣列損傷成像的概念 279
9.2 導(dǎo)波陣列路徑成像 281
9.2.1 路徑成像方法 282
9.2.2 路徑成像監(jiān)測(cè)案例 284
9.3 導(dǎo)波陣列層析成像 287
9.3.1 層析成像方法 287
9.3.2 層析成像監(jiān)測(cè)案例 290
9.4 導(dǎo)波陣列延遲累加成像 293
9.4.1 延遲累加成像方法 293
9.4.2 延遲累加成像監(jiān)測(cè)案例 295
9.5 導(dǎo)波陣列時(shí)間反轉(zhuǎn)聚焦成像 298
9.5.1 時(shí)間反轉(zhuǎn)聚焦成像方法 298
9.5.2 時(shí)間反轉(zhuǎn)聚焦成像監(jiān)測(cè)案例 301
9.6 導(dǎo)波動(dòng)態(tài)概率成像方法 303
9.6.1 高斯混合模型路徑成像方法 303
9.6.2 導(dǎo)波動(dòng)態(tài)概率成像監(jiān)測(cè)案例 306
9.7 本章小結(jié) 311
參考文獻(xiàn) 312
注釋表 312
縮略詞 314
第10章 導(dǎo)波密集陣列損傷成像方法 315
10.1 導(dǎo)波密集陣列損傷成像的概念 315
10.2 導(dǎo)波陣列相控陣成像 318
10.2.1 相控陣成像方法 318
10.2.2 相控陣成像監(jiān)測(cè)案例 321
10.3 導(dǎo)波陣列MUSIC成像 325
10.3.1 MUSIC成像方法 325
10.3.2 MUSIC成像監(jiān)測(cè)案例 334
10.4 導(dǎo)波陣列空間波數(shù)濾波成像 337
10.4.1 空間波數(shù)濾波成像方法 337
10.4.2 空間波數(shù)濾波成像監(jiān)測(cè)案例 346
10.5 本章小結(jié) 349
參考文獻(xiàn) 350
注釋表 351
縮略詞 352
第11章 結(jié)構(gòu)沖擊的導(dǎo)波監(jiān)測(cè)方法 353
11.1 結(jié)構(gòu)沖擊及誘發(fā)導(dǎo)波信號(hào) 353
11.1.1 飛行器結(jié)構(gòu)的沖擊 353
11.1.2 沖擊誘發(fā)的導(dǎo)波信號(hào) 354
11.2 模擬式導(dǎo)波沖擊監(jiān)測(cè)方法 354
11.2.1 時(shí)差沖擊定位方法 355
11.2.2 導(dǎo)波陣列沖擊成像監(jiān)測(cè)方法 355
11.2.3 模擬式?jīng)_擊監(jiān)測(cè)案例 358
11.3 數(shù)字式導(dǎo)波沖擊監(jiān)測(cè)方法 361
11.3.1 數(shù)字式導(dǎo)波沖擊監(jiān)測(cè)原理 361
11.3.2 數(shù)字式?jīng)_擊區(qū)域監(jiān)測(cè)方法 363
11.3.3 數(shù)字式?jīng)_擊成像監(jiān)測(cè)方法 365
11.3.4 數(shù)字式?jīng)_擊區(qū)域監(jiān)測(cè)案例 367
11.4 大面積數(shù)字式?jīng)_擊組網(wǎng)監(jiān)測(cè)方法 368
11.4.1 多系統(tǒng)沖擊組網(wǎng)監(jiān)測(cè) 369
11.4.2 基于能量加權(quán)因子的沖擊區(qū)域定位方法 371
11.4.3 大規(guī)模無線沖擊組網(wǎng)監(jiān)測(cè)案例 373
11.5 本章小結(jié) 377
參考文獻(xiàn) 378
注釋表 379
縮略詞 379
第12章 導(dǎo)波SHM方法的可靠性評(píng)價(jià) 380
12.1 測(cè)試可靠性及評(píng)價(jià)方法 380
12.1.1 測(cè)試可靠性的概念 380
12.1.2 測(cè)試準(zhǔn)確性及不確定度 380
12.1.3 測(cè)試準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)方法 383
12.1.4 測(cè)試不確定度評(píng)價(jià)方法 389
12.1.5 可靠性評(píng)價(jià)案例 392
12.2 NDT/E可靠性評(píng)價(jià)方法 394
12.2.1 NDT/E可靠性評(píng)價(jià)的概念 394
12.2.2 NDT/E檢出可靠性評(píng)價(jià)方法 397
12.2.3 NDT/E定量檢測(cè)可靠性評(píng)價(jià)方法 406
12.2.4 NDT/E可靠性評(píng)價(jià)案例 407
12.3 SHM應(yīng)用模式及可靠性影響因素 410
12.3.1 飛行器SHM應(yīng)用模式 410
12.3.2 SHM可靠性影響因素 411
12.3.3 SHM可靠性評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)來源 413
12.4 SHM可靠性評(píng)價(jià)方法及案例 414
12.4.1 SHM的可靠性表征指標(biāo) 414
12.4.2 SHM可靠性評(píng)價(jià)條件控制要求 414
12.4.3 基于條件控制的雙RE的SHM性能評(píng)價(jià)方法 416
12.4.4 導(dǎo)波SHM評(píng)價(jià)應(yīng)用案例 418
12.5 本章小結(jié) 429
參考文獻(xiàn) 429
注釋表 431
縮略詞 432
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