《基於導波與FBG感測的鋼質管線裂紋監測研究》是依託大連理工大學,由馮新擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於導波與FBG感測的鋼質管線裂紋監測研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：馮新
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
生命線工程系統通常由大量的管線構成，管線在腐蝕、疲勞以及工作荷載共同作用下經常發生斷裂泄漏的安全事故。管線的裂紋監測與定量識別仍是當前生命線工程與結構健康監測領域極富挑戰的研究課題。導波與FBG感測技術的融合，為結構損傷的分散式感測與實時監測提供了可能，但是現有研究主要集中於金屬或複合材料板類結構，對於導波頻散現象更為顯著以及裂紋形態更加複雜的管類結構，仍有許多關鍵科學問題尚未解決。本課題主要研究內容包括：研究管中導波及其本徵模態與FBG感測器的光柵長度、頻率範圍以及回響靈敏度的依賴關係，確定適合管線導波監測的FBG感測器的最優參數；研究FBG感測器的方向敏感性，針對管中縱向、彎曲、扭轉等不同的導波模態，提出導波監測的分散式感測方法；研究管中導波的頻散特性以及導波-裂紋相互作用的模態轉換現象，提取FBG監測數據的裂紋敏感特徵，建立管線裂紋的定量識別方法。
結題摘要
生命線工程系統通常由大量的管線構成，管線在腐蝕、疲勞以及工作荷載共同作用下經常發生斷裂泄漏的安全事故。管線的裂紋監測與定量識別仍是當前生命線工程與結構健康監測領域極富挑戰的研究課題。本項目將導波與光纖感測技術相結合，通過理論分析、數值模擬和模型試驗相結合的方法，針對鋼質管線裂紋監測問題開展了系統研究，取得了以下研究進展：獲得了管中導波及其本徵模態與FBG感測器回響的依賴關係，確定了適合管線導波監測的感測方法；揭示了管中導波的頻散特性以及導波-裂紋相互作用的模態轉換現象，建立了導波換能器的三維相互作用模型，並且發展了基於小波傳遞性的損傷敏感特徵提取方法；通過對導波反射特性和模態轉換現象的分析，建立了鋼質管線裂紋識別的定量方法。本項目已發表和錄用論文7篇，其中SCI刊源論文3篇、EI刊源論文7篇，申請發明專利1項，獲得遼寧省科技進步二等獎1項。
