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作者簡介
目次
商品簡介
該書是國內第一本全面論述結構健康監控的概念、研究意義、主要研究內容、實現方法及國內外最新研究進展的著作。全書共分8章，分別介紹了結構健康監控的概念、研究目的、系統組成、主要研究內容、研究現狀及發展趨勢、結構健康監控系統中常用的傳感元件、結構健康監控系統的集成技術、應用于結構健康監控的信號處理方法和信息處理方法、常用的結構健康監測原理、結構損傷控制方法及該技術的功能驗證與具體應用實例。本書總結了南京航空航天大學智能材料與結構航空科技重點實驗室近 20年來的研究成果和國內外相關研究領域的最新進展。希望本書能為對結構健康監控技術感興趣的科研技術人員、高校學生提供有益的參考。
作者簡介
袁慎芳，女，1968年生，南京航空航天大學航空科技智能材料與結構重點實驗室教授、博士生導師，教育部新世紀優秀人才、江蘇省333學術帶頭人培養中國航空學會青年工作委員會委員、中國航空學會測試專業委員會委員、江蘇省測試計量協會在線監測委員會理事長、中國電子學會高級會員、江蘇省婦聯執行委員會委員。1990年以來，主要從事結構健康監測、傳感器與測試系統等方面的科研與教學工作。2001年一2002年為美國伊利諾伊大學芝加哥分校客座訪問教授。先后承擔近30項國家及省部級科研項目。已出版專著1部，發表文章80余篇，其中SCI收錄10篇。先后獲得國家發明三等獎1項、國家優秀教學成果二等獎1項、省部級科技進步獎6項，申請國家發明專利8項，已獲授權3項。2002年被中國知識產權局及中國婦聯聯合授予“巾幗優秀發明者”稱號，2003年被評為江蘇省優秀科技工作者。
目次
第1章 緒論
1.1 結構健康監控的概念及任務
1.2 結構健康監控系統的組成
1.3 結構健康監控技術的主要研究內容
1.3.1 集成制造技術
1.3.2 建模和性能分析技術
1.3.3 結構健康監控中的功能器件
1.3.4 智能監測方法
1.3.5 損傷控制方法
1.3.6 結構狀態的特征參數提取技術
1.3.7 結構健康監控技術在實際工程結構中的實驗驗證
1.4 結構健康監測與傳統無損檢測方法的比較
1.5 現狀及發展趨勢
參考文獻
第2章 結構健康監控中的傳感元件
2.1 光纖傳感元件
2.1.1 邁克爾遜干涉型光纖傳感器
2.1.2 偏振型光纖傳感器
2.1.3 微彎型光纖傳感器
2.1.4 法布里一珀羅干涉型光纖傳感器
2.1.5 光纖光柵傳感器
2.1.6 光時域反射傳感器
2.1.7 布里淵光纖傳感器
2.1.8 光纖傳感器性能對比
2.2 壓電元件
2.2.1 壓電效應
2.2.2 壓電元件的分類
2.2.3 壓電方程
2.2.4 壓電元件的主要性能
2.2.5 常用測量電路
2.2.6 壓電復合材料
2.3 電阻應變傳感元件
2.4 疲勞壽命元件
2.5 碳纖維
參考文獻
第3章 結構健康監控系統的集成技術
3.1 功能器件與材料結構的集成方法
3.1.1 智能夾層技術
3.1.2 光纖傳感器編入三維編織復合材料結構的方法
3.2 功能元件與材料結構集成后的性能
3.2.1 表面粘貼壓電元件的失效實驗
3.2.2 光纖埋入結構后的性能
3.2.3 智能夾層埋入結構的性能
3.2.4 光纖編入編織復合材料后的性能
3.3 計算機測控系統
3.4 傳感網絡的實現方法
3.4.1 光纖傳感網絡
3.4.2 現場總線技術
3.4.3 無線傳感網絡
參考文獻
第4章 結構健康監測中的信號處理技術
4.1 信號的分類方法
4.2 信號濾波方法
4.3 時域信號分析方法
4.3.1 時域波形特征
4.3.2 時域統計特征
4.4 頻域分析法
4.5 時頻域分析法
4.5.1 小波變換
4.5.2 Hilben—Huang方法
參考文獻
第5章 結構健康監測中的信息處理技術
5.1 模式識別
5.2 人工神經網絡
5.2.1 神經元及神經網絡結構
5.2.2 常用學習規則
5.2.3 神經網絡的功能
5.2.4 小波神經網絡
5.2.5 應用實例
5.3 多主體協作技術
5.4 遺傳進化計算
5.4.1 遺傳算法的基本原理
5.4.2 應用實例
參考文獻
第6章 結構健康監測系統的監測原理
6.1 基于結構應力應變分布的結構健康監測
6.1.1 監測原理
6.1.2監測實例
6.2 基于結構振動分析的結構健康監測
6.2.1 結構振動的激勵
6.2.2 結構狀態的識別方法
6.2.3 監測實例
6.3 基于聲發射的結構健康監測
6.4 基于主動Lamb方法的結構健康監測
6.4.1 Lamb波的基本理論
6.4.2 Lamb波的建模方法
6.4.3 Lamb波信號的激勵
6.4.4 基于Lamb波損傷散射信號的監測方法
6.4.5 監測實例
6.4.6 基于Lamb波信號峰值特征的監測方法
6.5 基于機電阻抗法的結構健康監測
6.5.1 監測原理
6.5.2 監測實例
參考文獻
第7章 結構損傷控制方法
7.1 基于形狀記憶合金的損傷控制方法
7.1.1 形狀記憶合金的基本特性
7.1.2 帶孔結構應力分布的控制
7.1.3 結構損傷的抑制
7.2 基于空芯光纖和空芯纖維的損傷控制方法
7.2.1 基于空芯光纖的損傷自修復
7.2.2 基于中空纖維的損傷自修復
7.3 基于微囊方式的結構自愈合技術
參考文獻
第8章 結構健康監測技術的功能驗證
8.1 航空航天飛行器結構健康監測
8.1.1 針對飛機機翼盒段的功能驗證
8.1.2 在歐洲Eurofight戰機上的功能驗證
8.2 土木結構健康監測
8.2.1 大佛寺長江大橋健康監測系統
8.2.2 江陰長江公路大橋健康監測系統
8.2.3 渤海海洋平臺結構實時安全監測系統
參考文獻
1.1 結構健康監控的概念及任務
1.2 結構健康監控系統的組成
1.3 結構健康監控技術的主要研究內容
1.3.1 集成制造技術
1.3.2 建模和性能分析技術
1.3.3 結構健康監控中的功能器件
1.3.4 智能監測方法
1.3.5 損傷控制方法
1.3.6 結構狀態的特征參數提取技術
1.3.7 結構健康監控技術在實際工程結構中的實驗驗證
1.4 結構健康監測與傳統無損檢測方法的比較
1.5 現狀及發展趨勢
參考文獻
第2章 結構健康監控中的傳感元件
2.1 光纖傳感元件
2.1.1 邁克爾遜干涉型光纖傳感器
2.1.2 偏振型光纖傳感器
2.1.3 微彎型光纖傳感器
2.1.4 法布里一珀羅干涉型光纖傳感器
2.1.5 光纖光柵傳感器
2.1.6 光時域反射傳感器
2.1.7 布里淵光纖傳感器
2.1.8 光纖傳感器性能對比
2.2 壓電元件
2.2.1 壓電效應
2.2.2 壓電元件的分類
2.2.3 壓電方程
2.2.4 壓電元件的主要性能
2.2.5 常用測量電路
2.2.6 壓電復合材料
2.3 電阻應變傳感元件
2.4 疲勞壽命元件
2.5 碳纖維
參考文獻
第3章 結構健康監控系統的集成技術
3.1 功能器件與材料結構的集成方法
3.1.1 智能夾層技術
3.1.2 光纖傳感器編入三維編織復合材料結構的方法
3.2 功能元件與材料結構集成后的性能
3.2.1 表面粘貼壓電元件的失效實驗
3.2.2 光纖埋入結構后的性能
3.2.3 智能夾層埋入結構的性能
3.2.4 光纖編入編織復合材料后的性能
3.3 計算機測控系統
3.4 傳感網絡的實現方法
3.4.1 光纖傳感網絡
3.4.2 現場總線技術
3.4.3 無線傳感網絡
參考文獻
第4章 結構健康監測中的信號處理技術
4.1 信號的分類方法
4.2 信號濾波方法
4.3 時域信號分析方法
4.3.1 時域波形特征
4.3.2 時域統計特征
4.4 頻域分析法
4.5 時頻域分析法
4.5.1 小波變換
4.5.2 Hilben—Huang方法
參考文獻
第5章 結構健康監測中的信息處理技術
5.1 模式識別
5.2 人工神經網絡
5.2.1 神經元及神經網絡結構
5.2.2 常用學習規則
5.2.3 神經網絡的功能
5.2.4 小波神經網絡
5.2.5 應用實例
5.3 多主體協作技術
5.4 遺傳進化計算
5.4.1 遺傳算法的基本原理
5.4.2 應用實例
參考文獻
第6章 結構健康監測系統的監測原理
6.1 基于結構應力應變分布的結構健康監測
6.1.1 監測原理
6.1.2監測實例
6.2 基于結構振動分析的結構健康監測
6.2.1 結構振動的激勵
6.2.2 結構狀態的識別方法
6.2.3 監測實例
6.3 基于聲發射的結構健康監測
6.4 基于主動Lamb方法的結構健康監測
6.4.1 Lamb波的基本理論
6.4.2 Lamb波的建模方法
6.4.3 Lamb波信號的激勵
6.4.4 基于Lamb波損傷散射信號的監測方法
6.4.5 監測實例
6.4.6 基于Lamb波信號峰值特征的監測方法
6.5 基于機電阻抗法的結構健康監測
6.5.1 監測原理
6.5.2 監測實例
參考文獻
第7章 結構損傷控制方法
7.1 基于形狀記憶合金的損傷控制方法
7.1.1 形狀記憶合金的基本特性
7.1.2 帶孔結構應力分布的控制
7.1.3 結構損傷的抑制
7.2 基于空芯光纖和空芯纖維的損傷控制方法
7.2.1 基于空芯光纖的損傷自修復
7.2.2 基于中空纖維的損傷自修復
7.3 基于微囊方式的結構自愈合技術
參考文獻
第8章 結構健康監測技術的功能驗證
8.1 航空航天飛行器結構健康監測
8.1.1 針對飛機機翼盒段的功能驗證
8.1.2 在歐洲Eurofight戰機上的功能驗證
8.2 土木結構健康監測
8.2.1 大佛寺長江大橋健康監測系統
8.2.2 江陰長江公路大橋健康監測系統
8.2.3 渤海海洋平臺結構實時安全監測系統
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