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范例一：(K=图书馆学 OR K=情报学) AND A=范并思 AND Y=1982-2016
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文献类型

2 篇 学位论文

馆藏范围

2 篇 电子文献
0 种 纸本馆藏

日期分布

学科分类号

2 篇 历史学
- 2 篇 考古学
1 篇 工学
- 1 篇 机械工程
- 1 篇 计算机科学与技术...
- 1 篇 软件工程

主题

2 篇 出水木质文物
1 篇 含水率场
1 篇 裂纹失稳预测
1 篇 损伤演化方程
1 篇 强度衰减模型
1 篇 信号源强度估计
1 篇 数字图像相关法
1 篇 湿度-应力场本构模...
1 篇 声发射(ae)

机构

2 篇 北京林业大学

作者

1 篇 赵亓
1 篇 温宇鑫

语言

2 篇 中文

检索条件"主题词=出水木质文物"

共 2 条记录，以下是1-10 订阅

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详细简洁

排序：

出水木质文物损伤演化声发射特征与失稳预测方法及装置研究

出水木质文物损伤演化声发射特征与失稳预测方法及装置研究

引用

作者：赵亓北京林业大学

学位级别：博士

出水木质文物,由于其孔隙率高于现代木材,具有更强的吸湿性,因此极易受到环境相对湿度波动的影响,造成含水率分布不均,进而导致应力集中,使文物本体发生断裂、扭曲等多种形式的损伤劣化,不利于出水木质文物的长期保存。为了能够掌握出... 详细信息

出水木质文物,由于其孔隙率高于现代木材,具有更强的吸湿性,因此极易受到环境相对湿度波动的影响,造成含水率分布不均,进而导致应力集中,使文物本体发生断裂、扭曲等多种形式的损伤劣化,不利于出水木质文物的长期保存。为了能够掌握出水木质文物损伤劣化机理及相关演化特征,从而为具有针对性保护方案的制定提供依据,建立一套能够准确、实时在线监测出水木质文物结构稳定性系统是必要的,而且是紧迫的。因此,本文针对现存的泉州湾宋代海船的保护问题,开展出水木质文物结构稳定性的研究,并初步开发监测系统。本文以泉州湾宋代海船船体的主要用材—杉木作为研究对象,从杉木损伤演化规律的试验研究为出发点,建立了杉木损伤演化方程,提出了裂纹失稳扩展的预测方法,并利用声发射技术(AET)研发了出水木质文物结构稳定性在线监测系统,旨在为出水木质文物的结构健康监测提供理论依据和装置基础。本文的主要内容如下:1、提出了EEMD-相关分析-Fast ICA融合方法。采用声发射技术对泉州湾宋代海船进行原位监测时,针对监测环境、用电设备,以及其他盲源信号的干扰导致声发射信号发生混叠失真的问题,本文通过多种信号处理手段相融合的方法,对宋船船木损伤信号进行分离处理,结果表明:该方法能够有效将损伤信号从杉木声发射信号中分离。2、提出了杉木损伤源声发射信号强度估计方法。为了能够获得损伤源信号强度的真实值,进行了声发射信号在木材中的衰减特性试验研究,分别讨论了声发射信号在不同频率、不同距离和不同纹理角度因素下的衰减特性,通过回归分析,建立了杉木损伤源声发射信号强度估计方法。3、提取了表征木材损伤演化规律的声发射特征参量。采用声发射参数分析法试验研究了不同状态(高含水率、含盐、气干)下无疵和含缺陷杉木在动态载荷作用下的损伤演变过程。结果表明:(1)振铃计数可作为表征杉木损伤演化规律的声发射特征参量,声发射累计振铃计数的变化可以表征杉木在各弹塑性阶段的损伤状态。(2)杉木纤维断裂明显引起声发射幅度变化,而且具有离散性和阶跃性。幅度的变化可以预测木材的失稳状态。。4、建立了杉木细-宏观损伤演化方程。为了能够对木材在动态载荷下的损伤演化情况进行实时跟踪,探究了AE特征参量与木材损伤变量之间的关系,将杉木等效为由多个具有相同属性的六边形管状结构(RVE)组成,并基于概率思想,提出了均质化-统计分布的木材建模方法。在此基础上,建立了以累积振铃计数作为特征参量的杉木细-宏观损伤演化方程。为泉州湾宋代海船损伤演变规律的提供了理论依据。5、提出了杉木裂纹扩展失稳预测方法。以幅度作为声发射特征参量,基于Griffith能量准则及声发射方法,获得了含裂纹体木材的稳定性状态信息。试验验证了声发射参数-幅度可作为材料失稳破坏的特征参量,实现了利用声发射特征参量对含裂纹体裂纹状态的评估。6、研发了基于声发射技术的出水木质文物稳定性在线监测系统。初步开发了出水木质文物稳定性全场或关键部位的硬件系统,基于Lab VIEW平台开发了软件系统。根据文物保护最小干预原则,试验确定了适用于出水木质文物的声发射传感器耦合剂,研制了具有隔音功能的固定装置。利用该监测系统对泉州湾宋代海船进行了全年监测,该系统运行稳定。研究表明,累积振铃计数能够表征宋船船木的损伤演化特征,为泉州湾宋代海船环境湿度控制提供了依据。

关键词：出水木质文物声发射(AE) 信号源强度估计损伤演化方程裂纹失稳预测

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出水木质文物含水率场检测方法与装置及其强度评估研究

出水木质文物含水率场检测方法与装置及其强度评估研究

引用

作者：温宇鑫北京林业大学

学位级别：博士

出水木质文物的水分亲和性远高于现代健康木材,极易因湿度变化而产生不均匀的含水率场和湿度-应力场,使其强度衰减甚至发生失效。因此,检测出水木质文物的含水率场并进行强度评估,对于其长期保存和修复具有重要指导意义。然而,现有的木... 详细信息

出水木质文物的水分亲和性远高于现代健康木材,极易因湿度变化而产生不均匀的含水率场和湿度-应力场,使其强度衰减甚至发生失效。因此,检测出水木质文物的含水率场并进行强度评估,对于其长期保存和修复具有重要指导意义。然而,现有的木材含水率检测方法受到环境、尺寸、成本等因素的限制,无法适用于出水木质文物。为此,本文以杉木为研究对象,提出了基于数字图像相关法(DIC)和木材纹理的表面变形检测技术,并结合杉木湿度-应力场本构模型,建立了基于DIC的杉木含水率场检测方法和强度衰减模型,研发了出水木质文物含水率场检测系统,旨在为出水木质文物的结构健康监测提供技术支撑。本文主要取得了以下成果:1.提出了基于DIC方法和木材纹理特征的用来检测出水木质文物表面变形的方法,分析确定了含水率场的检测方案。研究了木材纹理的灰度特征和规律,利用DIC的误差分析理论,提出了基于平均灰度方向导数(MID)的散斑质量评价方法,并通过亚像素平移数值试验和含孔木梁的四点弯曲试验,分析了木材纹理的位移场和应变场测试精度,得到其测试结果相对误差小于5%。结论表明木材纹理的散斑质量能够有效检测出水木质文物的表面变形。2.在湿度-荷载作用下杉木湿度变形的基础上,探讨了水分扩散和粘弹性蠕变对杉木含水率场和湿度-应力场的影响,建立了杉木的正交各向异性湿度-应力场本构模型。通过水分扩散、压缩试验和蠕变试验得到了本构模型的关键参数,并进行了湿度作用下杉木湿应变的有限元模拟,对比模拟结果与机械吸附蠕变试验结果一致。研究表明,建立的本构模型能够实现含水率场和湿度-应力场的分析和检测。3.通过分析湿度作用下杉木通量表面湿应变的变化规律,提出了一种基于DIC的杉木含水率场检测方法(MC-DIC方法)。利用杉木湿度-应力场本构模型,分别建立了杉木的二维和三维含水率场检测模型,采用迭代法计算通量表面内部的含水率分布规律,并进行了数值分析。通过MC-DIC方法检测试验得到了杉木在吸湿过程中的含水率场,结果表明,当平均含水率的变化量不超过1%时,检测结果的绝对偏差小于0.5%,且与数值模拟结果的决定系数在0.95以上。研究表明MC-DIC方法是一种有效的计算出水木质文物含水率场的非接触式无损检测方法。4.利用人工老化试验探讨了含水率场梯度变化对杉木湿度-应力场和强度的影响。基于Gerhards累积损伤模型得到了相对湿度变化条件下杉木的损伤量计算公式,建立了杉木构件的强度衰减模型。采用Comsol Multiphysics软件模拟得到了湿度作用下杉木板模型的损伤量分布,并根据最大径向损伤量得到了模型的径向强度衰减规律,建立了出水木质文物的强度衰减模型和评估方法。5.研发了一套基于MC-DIC方法的出水木质文物含水率场检测系统,并基于Matlab开发了检测软件平台。该检测系统能够实时检测出水木质文物表面的全场变形,并实现关键测点的含水率场检测及其强度评估。通过该含水率场检测系统,本文对泉州湾宋代海船的船木构件进行了检测,结果表明船木构件的平均含水率变化范围为9.73%～7.47%,预测600年内径向强度衰减速度约为1%/100年。对比船木试件和人工老化试验结果验证了检测结果的合理性,为后期出水木质文物的保存和修复提供了技术和数据支撑。

关键词：出水木质文物含水率场湿度-应力场本构模型强度衰减模型数字图像相关法

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