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航空航天結構健康監測損傷檢測系統

  • 作者：編者:(德)馬庫斯·G.R.索斯//(立陶宛)埃琳娜·賈西尼耶|責編:徐京瑤|譯者:趙勃//史維佳//李佳鑫//孫連偉
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030836229
  • 出版日期：2026/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：242
人民幣：RMB 190 元      售價：元
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內容大鋼
    複雜且難預測的損傷機制檢測是航空航天行業面臨的一大挑戰。結構健康監測（SHM）系統可以連續監測並進行數據分析，在早期發現裂紋、變形等損傷，提高航空航天部件的安全性和檢測效率。SHM系統利用感測器網路、無線通信和能量收集技術，可以實現無額外負擔的監測，適用於起落架、翼盒等關鍵承重部件的健康評估。相較于傳統方法，SHM能顯著節省維修時間，並提供損傷位置和影響的即時評估結果。基於聲發射和聲超聲的監測技術尤為引人注目，其在實驗室中的成功應用展示了該技術在航空航天領域的廣闊前景。同時，光纖應變測量系統的現代化應用也為SHM提供了新的可能，超越了傳統方法的局限。
    本書可供航空航天、控制工程等專業高年級本科生及研究生閱讀，也可為航空航天工程師與技術人員、維護與保障管理人員提供參考。
作者介紹
編者:(德)馬庫斯·G.R.索斯//(立陶宛)埃琳娜·賈西尼耶|責編:徐京瑤|譯者:趙勃//史維佳//李佳鑫//孫連偉
目錄
譯者序
原書序
第1章  引言
第2章  航空航天領域的監測任務
  2.1  狀態監測
  2.2  運行監測
  2.3  損傷監測
  2.4  挑戰
  參考文獻
第3章  缺陷類型
  3.1  金屬材料
    3.1.1  製造過程中的缺陷
    3.1.2  在役期過程中的缺陷
  3.2  複合材料
    3.2.1  脫黏
    3.2.2  分層
    3.2.3  雜質
    3.2.4  基體開裂
    3.2.5  孔隙
    3.2.6  纖維斷裂
    3.2.7  複合材料層壓板的其他典型缺陷
    3.2.8  典型的蜂窩芯缺陷
    3.2.9  典型泡沫芯缺陷
    3.2.10  濕度和溫度的影響
    3.2.11  疲勞
  3.3  塗層缺陷
    3.3.1  製造過程中的缺陷
    3.3.2  在役過程中的缺陷
  3.4  接頭缺陷
    3.4.1  膠接接頭
    3.4.2  摩擦攪拌焊接接頭
  3.5  本章小結
  參考文獻
第4章  航空航天要求
  4.1  功耗
  4.2  系統可靠性和耐用性
  4.3  服役條件的影響
  4.4  尺寸和重量限制
  4.5  最佳感測器布局
  4.6  本章小結
  參考文獻
第5章  超聲檢測方法
  5.1  超聲波檢測簡介
  5.2  超聲導波檢測
    5.2.1  導波傳播的控制方程
    5.2.2  主動和被動導波檢測
    5.2.3  色散和衰減
    5.2.4  導波激勵與模式選擇
  5.3  缺陷檢測
    5.3.1  缺陷定位與成像：稀疏陣列、相控陣和導波層析成像

    5.3.2  導波與實際結構缺陷的相互作用
  5.4  SHM系統的可靠性
    5.4.1  檢測概率和誤報概率的基本概念
    5.4.2  SHM系統的可變性來源
    5.4.3  環境和運行條件分析
    5.4.4  檢測概率評估解決方案
    5.4.5  基於SHM系統的檢測概率模型
  5.5  導波在航空航天部件SHM中的應用
  5.6  本章小結
  參考文獻
第6章  基於振動響應的損傷檢測
  6.1  引言
  6.2  基於振動方法的基本原理
  6.3  環境和操作影響
  6.4  基於模態的方法和損傷特徵
    6.4.1  自然頻率
    6.4.2  模態形狀
    6.4.3  模態斜率
    6.4.4  模態曲率
    6.4.5  應變能
    6.4.6  模態阻尼
    6.4.7  插值誤差
  6.5  時間序列方法
    6.5.1  自回歸參數
    6.5.2  本征模態函數和希爾伯特譜
    6.5.3  信號分量
    6.5.4  基於提取特徵的損傷指數
    6.5.5  奇異譜分析
    6.5.6  一階特徵擾動技術
  6.6  時頻方法
  6.7  缺點和局限性
  6.8  案例研究
    6.8.1  通過加速度響應在複合板中進行基於振動的損傷檢測
    6.8.2  基於模態方法的損傷檢測數值比較
    6.8.3  基於振動的縮尺風力渦輪機葉片監測：通過加速度和應變響應
  6.9  本章小結
  參考文獻
第7章  聲發射
  7.1  引言
  7.2  基本實驗細節與參數
  7.3  板狀結構斷裂模式的表徵
    7.3.1  聲發射源類型
    7.3.2  聲發射源識別程序
  7.4  定位技術
  7.5  傳播的影響
  7.6  不同的感測器類型
  7.7  專用航空應用與實例
  7.8  一般注意事項
  參考文獻
第8章  應變監測

  8.1  應變計
  8.2  光纖感測器
    8.2.1  簡介
    8.2.2  光纖感測器的類型
    8.2.3  干涉測量法
    8.2.4  馬赫-曾德爾干涉儀
    8.2.5  邁克耳孫干涉儀
    8.2.6  薩格納克干涉儀
    8.2.7  法布里-珀羅
    8.2.8  光纖布拉格光柵感測器
    8.2.9  其他光纖布拉格光柵結構
    8.2.10  最先進的損傷檢測系統
    8.2.11  聲發射詢問器(OptimAE)
    8.2.12  光纖感測器在航空領域的應用
  8.3  基於應變的SHM
  參考文獻
第9章  數據縮減策略
  9.1  引言
  9.2  信號處理
  9.3  數據縮減策略方法
    9.3.1  不同SHM方法的採樣率
    9.3.2  已建立的數據縮減方法
    9.3.3  SHM系統中數據縮減面臨的挑戰
  9.4  無線感測考慮因素
    9.4.1  網路拓撲
    9.4.2  數據傳輸速率
    9.4.3  同步方式
    9.4.4  電源管理和功耗
    9.4.5  能量收集與電池管理的未來發展
  9.5  數據管理
    9.5.1  可靠性
    9.5.2  責任問題
    9.5.3  地面系統
  9.6  本章小結
  參考文獻
第10章  結論
  10.1  航空航天中一體化SHM方法概述
    10.1.1  超聲導波監測
    10.1.2  振動監測
    10.1.3  聲發射監測
    10.1.4  應變監測
  10.2  缺陷檢測能力
  10.3  SHM技術的優缺點
  10.4  未來飛機中安全健康管理集成的路線圖
  10.5  未來研究方向

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