土木工程中CFRP构件的涡流热成像损伤检测方法研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51408071
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0806.工程建造与服役
- 结题年份:2017
- 批准年份:2014
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2015-01-01 至2017-12-31
- 项目参与者:彭旺虎; 雷鸣; 文俊; 刘涛; 张倚天;
- 关键词:
项目摘要
Research and application of Carbon Fiber Reinforced Polymer (hereinafter referred to as CFRP) is increasingly getting more and more attention, based on its excellent physical and mechanical properties. And health condition and security of CFRP structures have become a crucial problem needed to be more focused on. However, the existing technologies in CFRP damage detection and structural monitoring haven’t form effective methods yet. As a visualized detecting method, Eddy Current Thermography (hereinafter referred to as ECT) can provide an effective way to detect the degeneration and damage condition of CFRP in structural members promptly. Firstly, the project will study the mechanisms of multi-physics coupling and thermal anomalies generation in ECT test of CFRP material to get influence of different damage on monitoring coefficients; secondly, mechanical properties of CFRP small specimen will be tested while ECT method will be used to get related datum, based on which the relationship of stress and temperature induced by eddy current will be established, to provide general method for the monitoring and detection of stress changes and the development of damage in CFRP members using ECT method; finally, static and dynamic tests of typical CFRP members or CFRP reinforced structural members will be conducted, aiming at constructing detection and monitoring method of complex CFRP structural members under different loading condition. The project achievements will provide an efficient and reliable technology for in service detection and health monitoring of crucial CFRP structural members.
由于具有优异的物理力学性能,碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)在土木工程中的研究越来越受到重视,其相关结构的健康状况和构件的安全性也逐渐成为不可忽视的问题。然而,目前无有效的CFRP损伤检测与结构健康监测手段。涡流热成像检测技术能够提供一种有效检测手段,及时监测CFRP构件的性能退化与损伤状态。首先,项目拟研究CFRP材料在涡流热成像检测中的多物理场耦合和热异常产生机理,得到不同损伤属性对监测参数的影响;其次,通过力学试验及对应的监测信号信息挖掘与处理,得到CFRP材料属性与涡流感应温度之间的对应关系,为CFRP结构中应力与损伤检测提供共性方法;最后,对典型的CFRP构件及加固构件进行静力和动力试验,进一步建立复杂构件在不同受力状态下的损伤检测方法。项目研究成果可为CFRP关键结构构件的在役检测和健康监测提供一种有效而可靠的手段。
结项摘要
由于具有优异的物理力学性能,碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)在土木工程中的研究越来越受到重视,其相关结构的健康状况和构件的安全性也逐渐成为不可忽视的问题。然而,目前无有效的CFRP损伤检测与结构健康监测手段。涡流热成像检测技术能够提供一种有效检测手段,及时监测CFRP构件的性能退化与损伤状态。项目“土木工程中CFRP构件的涡流热成像损伤检测方法研究”的主要研究内容包括CFRP材料的多物理场耦合和热异常产生机理、监测信号信息挖掘与处理、CFRP材料属性与涡流感应温度之间的对应关系、以及脱粘分层及分层等损伤检测方法等,在项目执行过程中,突破了电磁热多物理场建立、检测信号处理与特征提取、大容量序列数据的快速处理等关键技术,解决了缺陷对CFRP多物理场的影响规律、检测信号的物理本质和参数分离、CFRP 构件损伤与破坏机理等问题,建立了选择性加热和体积加热的涡流热成像检测理论与方法,在时域、对数域和频域对温度信号进行了信号处理和特征提取,采用多模式红外热成像对碳纤维布CFS加固混凝土界面粘接缺陷(面积100 mm2)进行了检测,采用选择性加热涡流热成像检测方法对碳纤维复合材料试件上能量分别为6, 8, 10和12 J的撞击损伤进行了检测,采用体积加热的涡流热成像检测技术对CFRP预制分层缺陷(面积100 mm2,深度1 mm)进行静态检测试验,分别建立了碳纤维复合材料脱粘、分层及撞击缺陷的检测方法。发表SCI论文11篇,会议论文2篇,合作培养3名研究生,授权发明专利1项。项目研究成果可为CFRP关键结构构件的在役检测和健康监测提供一种有效而可靠的手段。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(1)
Eddy Current Volume Heating Thermography and Phase Analysis for Imaging Characterization of Interface Delamination in CFRP
CFRP 界面分层成像表征的涡流体积加热热成像和相分析
- DOI:10.1109/tii.2015.2479856
- 发表时间:2015-12-01
- 期刊:IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL INFORMATICS
- 影响因子:12.3
- 作者:He, Yunze;Yang, Ruizhen
- 通讯作者:Yang, Ruizhen
Logarithmic analysis of eddy current thermography based on longitudinal heat conduction for subsurface defect evaluation
基于纵向热传导的涡流热成像对数分析用于地下缺陷评估
- DOI:10.1016/j.infrared.2014.09.013
- 发表时间:2014-11
- 期刊:Infrared Physics & Technology
- 影响因子:3.3
- 作者:杨瑞珍;何赟泽
- 通讯作者:何赟泽
Eddy current pulsed phase thermography considering volumetric induction heating for delamination evaluation in carbon fiber reinforced polymers
考虑体积感应加热的涡流脉冲相热成像技术用于评估碳纤维增强聚合物的分层
- DOI:10.1063/1.4922524
- 发表时间:2015-06
- 期刊:Applied Physics Letters
- 影响因子:4
- 作者:杨瑞珍;何赟泽
- 通讯作者:何赟泽
Pulsed inductive thermal wave radar (PI-TWR) using cross correlation matched filtering in eddy current thermography
在涡流热成像中使用互相关匹配滤波的脉冲感应热波雷达 (PI-TWR)
- DOI:10.1016/j.infrared.2015.06.004
- 发表时间:2015-07
- 期刊:Infrared Physics & Technology
- 影响因子:3.3
- 作者:杨瑞珍;何赟泽
- 通讯作者:何赟泽
Volume or inside heating thermography using electromagnetic excitation for advanced composite materials
使用先进复合材料电磁激励的体积或内部加热热成像
- DOI:10.1016/j.ijthermalsci.2016.08.007
- 发表时间:2017-01-01
- 期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF THERMAL SCIENCES
- 影响因子:4.5
- 作者:He, Yunze;Yang, Ruizhen;Wang, Gang
- 通讯作者:Wang, Gang
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其他文献
染色质重塑在植物顶端分生组织中的调控作用
- DOI:10.13376/j.cbls/2019112
- 发表时间:2019
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- 影响因子:--
- 作者:杨瑞珍;李浩婕;桑毅;牟长军
- 通讯作者:牟长军
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微波调频热波成像系统及微波调频热波成像方法
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:
- 影响因子:--
- 作者:何赟泽;杨瑞珍
- 通讯作者:杨瑞珍
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- DOI:--
- 发表时间:2009
- 期刊:工业建筑
- 影响因子:--
- 作者:肖岩;佘立永;单波;周泉;杨瑞珍;陈国
- 通讯作者:陈国
现代竹结构住宅设计及工程应用
- DOI:--
- 发表时间:2011
- 期刊:工业建筑
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- 作者:陈国;肖岩;单波;佘立永;杨瑞珍
- 通讯作者:杨瑞珍
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- DOI:--
- 发表时间:2010
- 期刊:建筑结构学报
- 影响因子:--
- 作者:肖岩;陈国;单波;杨瑞珍;佘立永
- 通讯作者:佘立永
其他文献
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