复合材料的宽带导波信息理解与损伤评价方法研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51505365
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0503.机械动力学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Damage detection and evaluation of composite structures is very important for many advanced equipments in several fields (e.g., aviation, energy and ships) to avoid fatal accidents. The broadband ultrasonic guided waves could be used for the evaluation of the security and reliability of structures because of the abundant structural information they covered. Thus it becomes a focus of the further reaserch that applying broadband guided waves for the nondestructive testing of composite structures. The motivation and objective of this project is to establish a systematic strategy for nondestructive testing of composite structures via broadband guided waves. The information interpretation is investigated firstly. Then, a mode separation methodology is established to alleviate the background noise, and thus the relation between the damage and the guided wave information could be obtained. On this basis, the time-frequency mapping of dispersion characteristics and the model of multi- parameter matching in the anisotropic structures is established for mode identification and source tracing. In addition, the strategy for feature extraction is studied, where the index set that is sensitive to the damage could be gained and its evolution associated with the extent and types of damages could be studied. These methods could form the theory and methodology basis of the nondestructive testing and structural health evaluation for composites. Furthermore, this project may provide proofs for the condition assessment, health maintenance and effective managment of the on-service composites.
随着复合材料在航空、能源、船舶等领域高端装备中应用量的迅猛增长,其损伤检测与评估已成为这些装备安全、可靠运行的迫切需求。相比窄带导波,宽带导波的信息量显著增加,可为实现结构的安全性和可靠性评估提供有力支撑,是复合材料损伤检测的一个前沿科学问题。课题围绕复合材料的宽带导波损伤检测开展研究,从宽带导波的信息理解入手,通过导波模态分离,消除背景信号,揭示结构损伤与导波信息关联的内在机制。在此基础上,建立模态频散规律的时频映射及多参匹配模型,实现损伤特征的辨识与溯源。进一步,研究宽带导波的故障信息挖掘技术,建立对缺陷敏感的特征指标集,并揭示指标集随损伤类型和程度的演化规律,为复合材料结构的损伤检测与状态评估奠定理论和方法基础。本课题的研究工作可为在役复合材料结构的状态评估、健康维护和有效管理提供可靠的依据。

结项摘要

随着复合材料在航空、能源、船舶等领域高端装备中应用量的迅猛增长,其损伤检测与评估已成为这些装备安全、可靠运行的迫切需求。相比窄带导波,宽带导波的信息量显著增加,可为实现结构的安全性和可靠性评估提供有力支撑,是复合材料损伤检测的一个前沿科学问题。项目围绕复合材料的宽带导波损伤检测开展研究,从宽带导波的信息理解入手,建立了联合时频域和波数-频率域导波模态分离方法,消除了背景信号的影响,揭示了结构损伤与导波信息关联的内在机制。在此基础上,建立了基于激励信号重塑与时空域映射的频散补偿方法,实现了损伤特征的辨识与溯源。进一步,提出了基于互异性原理的无基准损伤检测方法,有效提升了复合材料结构在线健康监测的环境鲁棒性;建立了复合材料损伤轮廓重构与评估算法,实现了损伤评价由定性诊断到定量评估的跨越。本项目的研究建立了激励信号波形优化、信号频散补偿、脉冲压缩、稀疏重构等一系列模型和策略,显著提高了超声导波复合材料损伤检测的稳定性和可靠性,为实现复合材料层合板的高分辨损伤检测提供了新思路。在本领域权威期刊发表SCI论文16篇;申请国家发明专利5项(其中3项已获得授权),为在役复合材料结构的状态评估、健康维护和有效管理奠定了理论和方法基础。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(3)
Damage assessment in composite laminates via broadband Lamb wave
通过宽带兰姆波评估复合材料层压板的损伤
  • DOI:
    10.1016/j.ultras.2018.01.005
  • 发表时间:
    2018-05-01
  • 期刊:
    ULTRASONICS
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Gao, Fei;Zeng, Liang;Shao, Yongsheng
  • 通讯作者:
    Shao, Yongsheng
A Modified Lamb Wave Time-Reversal Method for Health Monitoring of Composite Structures.
用于复合结构健康监测的改进兰姆波时间反演方法
  • DOI:
    10.3390/s17050955
  • 发表时间:
    2017-04-26
  • 期刊:
    Sensors (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zeng L;Lin J;Huang L
  • 通讯作者:
    Huang L
Amplitude modified sparse imaging for damage detection in quasi-isotropic composite laminates using non-contact laser induced Lamb waves
使用非接触式激光诱导兰姆波进行准各向同性复合材料层压板损伤检测的振幅修正稀疏成像
  • DOI:
    10.1016/j.ultras.2018.10.008
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Ultrasonics
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Gao Fei;Hua Jiadong;Zeng Liang;Lin Jing
  • 通讯作者:
    Lin Jing
Spatial resolution improvement for Lamb wave -based damage detection using frequency dependency compensation
使用频率依赖性补偿改进基于兰姆波的损伤检测的空间分辨率
  • DOI:
    10.1016/j.jsv.2017.01.031
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Sound and Vibration
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Zeng Liang;Lin Jing;Bao Jingjing;Joseph Roshan Prakash;Huang Liping
  • 通讯作者:
    Huang Liping
Trailing pulses self-focusing for ultrasonic-based damage detection in thick plates
用于厚板超声损伤检测的尾随脉冲自聚焦
  • DOI:
    10.1016/j.ymssp.2018.09.031
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Mechanical Systems and Signal Processing
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Shao Yongsheng;Zeng Liang;Lin Jing;Wu Wentao;Zhang Hui
  • 通讯作者:
    Zhang Hui

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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