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基于非线性涡流的结构材料塑性损伤评价

振动．测试与诊断 2015年第1期35卷 112-115,191页

作者：李云飞陈振茂中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳621900 西安交通大学航天航空学院西安710049

基于非线性涡流（nonlinear eddy current,简称NEC）检测技术搭建了实验系统,对Q195碳素钢和304奥氏体不锈钢两种常用核电结构材料的塑性损伤程度进行无损定量评价研究。发现材料的塑性损伤程度与非线性涡流检测信号频谱图中基频幅值、... 详细信息

基于非线性涡流（nonlinear eddy current,简称NEC）检测技术搭建了实验系统,对Q195碳素钢和304奥氏体不锈钢两种常用核电结构材料的塑性损伤程度进行无损定量评价研究。发现材料的塑性损伤程度与非线性涡流检测信号频谱图中基频幅值、三次谐波幅值存在一定线性关系。不同材料的线性关系存在差异,Q195碳素钢的检测信号随损伤程度增大而下降,304奥氏体不锈钢的检测信号随损伤程度增大而上升。通过开发实验系统、进行塑性变形导入和非线性涡流检测实验,分析检测信号与塑性变形程度的相关性,发现检测信号中基波幅值及三次谐波幅值与检测试件的塑性变形程度具有良好相关性,验证了本研究方法对两种典型核电结构材料塑性变形无损定量评价的有效性与可行性。

关键词：非线性涡流结构材料塑性变形无损评价

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边界激励非线性弹簧质量串响应的时空结构

振动工程学报 1994年第1期7卷 65-69页

作者：陈振茂徐健学西安交通大学工程力学研究所

本文研究边界激励下的非线性弹簧质量系统响应的时空特征，通过Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射时间离散以及时间、空间谱及模式动力熵等的计算，发现了这一非线性系统的时空浑沌，并得出了一种时空结构随参量变化的新的演化机制．

关键词：非线性多自由度系统振子

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基于自然磁化现象的损伤定量无损检测方法

西安交通大学学报 2011年第1期45卷 58-63页

作者：李红梅赵天飞陈振茂西安交通大学强度与振动教育部重点实验室西安710049 宁夏职业技术学院机电工程系银川750002

为了开发对材料裂纹产生前的早期损伤程度进行定量无损检测的新方法,探讨自然磁化机理,以核能设备中常用的常磁性材料——奥氏体不锈钢SUS304为研究对象,通过实验对不同形状和厚度的材料试样进行多次拉伸,测量相应的自然磁化漏磁场磁感... 详细信息

为了开发对材料裂纹产生前的早期损伤程度进行定量无损检测的新方法,探讨自然磁化机理,以核能设备中常用的常磁性材料——奥氏体不锈钢SUS304为研究对象,通过实验对不同形状和厚度的材料试样进行多次拉伸,测量相应的自然磁化漏磁场磁感应强度和残余应变分布,从而建立了基于自然磁化现象的机械损伤与其磁化漏磁场的定量关系,进而证明了可以通过检测自然磁化漏磁场强度实现对奥氏体不锈钢材料损伤程度的定量检测和评估.基于实验所建立的机械损伤与自然磁化漏磁场的定量关系,结合磁记忆检测方法的优点,提出了一种较为简单但更为全面的对局部缺陷损伤程度进行定量检测的方法.奥氏体不锈钢的自然磁化机理可以初步认为是机械损伤引起的位错堆积导致了奥氏体不锈钢中马氏体含量和位错能的增加,由于材料的各向异性致使在铁磁属性的马氏体组织内产生了自然磁化,从而使材料整体呈现自然磁化特性.

关键词：自然磁化损伤检测定量关系

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基于动态应变能的ITER真空室损伤检测

应用力学学报 2013年第2期30卷 278-281,309页

作者：陈玲莉彭海强陈振茂西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

为研究结构存在多处缺陷时的固有振动特性变化,以及在等离子体破裂时瞬态电磁力作用下的真空室结构动态响应变化,采用"刚度下降法"建立ITER等离子体真空室(Vacuum Vessel,简称VV)单层封闭壳体微损伤的简化模型,提取对微小损伤敏感的动... 详细信息

为研究结构存在多处缺陷时的固有振动特性变化,以及在等离子体破裂时瞬态电磁力作用下的真空室结构动态响应变化,采用"刚度下降法"建立ITER等离子体真空室(Vacuum Vessel,简称VV)单层封闭壳体微损伤的简化模型,提取对微小损伤敏感的动态应变能变化率作为损伤标识量。同时采用了一种"以平代曲"的损伤定量定位直观展开方法,有效地实现了VV单层封闭壳体不同部位多缺陷的定量检测。

关键词： ITER真空室微小缺陷动态应变能损伤检测

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大型电力变压器线圈轴向非线性振动研究

应用力学学报 1990年第1期7卷 21-29页

作者：陈振茂徐健学西安交通大学

本文对具有非线性特性的变压器线圈在稳态及短路电动力下的轴向动态响应进行了单自由度和多自由度的理论和数值研究。对提出的安匝平衡时的单自由度力学模型,分别利用多尺度法和打靶法进行了稳态响应的解析和数值分析,并对打靶法中差商... 详细信息

本文对具有非线性特性的变压器线圈在稳态及短路电动力下的轴向动态响应进行了单自由度和多自由度的理论和数值研究。对提出的安匝平衡时的单自由度力学模型,分别利用多尺度法和打靶法进行了稳态响应的解析和数值分析,并对打靶法中差商阵的求法进行了改进,减少了计算工作量。对于典型的单柱式变压器线圈系统建立了非线性多自由度模型,进行了短路响应数值分析,得出了响应特征及其和变压器各参数之关系。同时,进行了模型变压器短路试验,进行了轴向动态响应力等一系列测量,分析结果与试验结果相符。

关键词：线圈振动非线性电力变压器

基于支持向量机和神经网络方法的应力腐蚀裂纹定量重构

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电工技术学报 2010年第10期25卷 196-199页

作者：耿强田淑侠黄太回陈振茂西安交通大学强度与振动教育部重点实验室西安710049

应力腐蚀裂纹具有类似于树枝分叉的复杂微观结构,其无损定量检测非常困难。提出了利用神经网络和支持向量机方法的涡流检测应力腐蚀裂纹定量重构方案并进行了有效性验证。首先将应力腐蚀裂纹等效为部分导电的半椭圆形平面裂纹,利用FEM-... 详细信息

应力腐蚀裂纹具有类似于树枝分叉的复杂微观结构,其无损定量检测非常困难。提出了利用神经网络和支持向量机方法的涡流检测应力腐蚀裂纹定量重构方案并进行了有效性验证。首先将应力腐蚀裂纹等效为部分导电的半椭圆形平面裂纹,利用FEM-BEM混合法程序建立了涡流检测训练信号集;其次,针对所选神经网络和支持向量机方法分别提出了相应的裂纹参数化和阻抗信号特征提取方案,建立了应力腐蚀裂纹重构策略,在此基础上分别对模拟应力腐蚀裂纹进行了重构。计算结果表明支持向量机方法对含噪声信号的反演效果明显好于神经网络,该法对于应力腐蚀裂纹的定量重构更为有效。

关键词：应力腐蚀裂纹神经网络方法支持向量机数字建模定量重构

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裂纹损伤对塔壳结构动态特性的影响研究

应用力学学报 2011年第3期28卷 299-303,329页

作者：陈玲莉彭海强陈振茂西安交通大学西安710049

基于数值方法研究裂纹损伤对塔式壳体结构动态特性的影响。建立了等截面直立塔壳结构有限元模型,采用刚度下降法模拟不同程度受损单元,计算了无损和不同损伤工况下（耳式支座与塔体角焊缝处环向裂纹损伤）,结构的固有振动特性和脉动风... 详细信息

基于数值方法研究裂纹损伤对塔式壳体结构动态特性的影响。建立了等截面直立塔壳结构有限元模型,采用刚度下降法模拟不同程度受损单元,计算了无损和不同损伤工况下（耳式支座与塔体角焊缝处环向裂纹损伤）,结构的固有振动特性和脉动风载荷作用下结构的动态响应。结果表明：结构振动信号可以反映塔壳结构局部不同程度损伤的影响,裂纹损伤对固有频率影响较小,最大20%损伤对固有频率的减小约为7%~8%;对模态振型影响较大,尤其在高阶（如15阶频率）上可能出现新的振型;对位移响应、动应力影响最为明显。

关键词：塔式结构裂纹损伤脉动风载振动特征

考虑铁窗影响时变压器绕组短路轴向非线性振动的研究

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西安交通大学学报 1991年第5期25卷 17-26页

作者：陈振茂徐健学徐子宏西安交通大学沈阳变压器厂

本文研究在非轴对称电动力作用下,变压器绕组短路的轴向非线性振动。首先,利用线饼轴向位移x(θ,t)对θ的傅氏级数展开并分离变量,给出系统的拉格朗日函数,导出系统的多维动力学方程;其次,对于位移和电动力在取双正弦分布时,给出了具体... 详细信息

本文研究在非轴对称电动力作用下,变压器绕组短路的轴向非线性振动。首先,利用线饼轴向位移x(θ,t)对θ的傅氏级数展开并分离变量,给出系统的拉格朗日函数,导出系统的多维动力学方程;其次,对于位移和电动力在取双正弦分布时,给出了具体公式,并考虑了油的附加质量、阻尼以及乾摩擦等的影响;第三,就多个线圈具有不同弹性特性时,给出了预压位移的牛顿迭代格式;编制了相应的通用计算程序,通过凝聚和变步长,克服了求解方程中的刚性和计算量的矛盾。对一个17MVA电力变压器的计算表明,铁窗内、外的位移响应及轴向力都有较大的不同,较一维分析更接近试验结果。说明了多维分析具有一定的学术与实践价值。

关键词：变压器绕组短路非线性振动

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非铁磁性管件电磁超声检测的混合仿真方法

应用力学学报 2018年第5期35卷 938-943页

作者：敬好青李勇张曦郁闫贝陈振茂西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室陕西省无损检测结构完整性评价工程技术中心西安710049

针对全周径向电磁超声检测换能器,提出了一种非铁磁性管件电磁超声检测(EMAT)的混合仿真方法。该方法集成了解析法和有限元法,用以快速求取电磁超声检测信号。根据ETREE解析法,推导了EMAT的电磁场和洛伦兹力解析表达式。通过与有限元结... 详细信息

针对全周径向电磁超声检测换能器,提出了一种非铁磁性管件电磁超声检测(EMAT)的混合仿真方法。该方法集成了解析法和有限元法,用以快速求取电磁超声检测信号。根据ETREE解析法,推导了EMAT的电磁场和洛伦兹力解析表达式。通过与有限元结果对比表明:解析法与有限元法计算出的洛伦兹力相对误差在2.1%以内,解析法的计算效率远高于有限元法。基于ETREE解析法,结合有限元求取的超声场,建立了电磁超声检测信号求解模型,获取了检测线圈电动势信号并计算了回波时间。通过与理论值的对比,结果表明,采用本文提出的混合仿真方法得到的回波时间和理论值之间的相对误差为1.2%,从而验证了该方法的正确性。

关键词：电磁超声换能器电磁场洛伦兹力解析法有限元法