Acoustic Emission in Friction pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Baranov, Victor/ Kudryavtsev, Evgeny/ Sarychev, Gennady/ Schavelin, Vladimir

出品人:

页数:232

译者:

出版时间:2007-4

价格:$ 265.55

装帧:HRD

isbn号码:9780080451503

丛书系列:

图书标签:

声发射
摩擦
材料科学
无损检测
结构健康监测
振动分析
机械工程
表面工程
磨损
故障诊断

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具体描述

"Acoustic Emission in Friction" is devoted to acoustic, mainly ultrasonic, emission that occurs in friction of machine components. Its crucial novelty is in systematizing the advances in its use for monitoring technical systems, especially in the important nuclear power industry. Written by four well-known experts from the main nuclear research university in Russia, this book covers areas such as: all the sources of acoustic emission in friction; the theory of acoustic emission; the effects of surface conditions, load and velocity on acoustic emission; the equipment for registration and monitoring of acoustic emission; and, unique data from acoustic emission control under various testing conditions in friction units of machinery for nuclear industry machinery. There is much emphasis on the comparatively new and rapidly developing tribology of nuclear power engineering. Although a substantial part of the experimental data relates to this specific field of engineering, the universality of the method is shown and its application is possible wherever the field inspection of friction units is necessary. It includes calculation expressions describing main characteristics of AE registered in friction units and describes new set-ups for studying the tribological behaviour of nuclear engineering materials.

《结构健康监测中的先进传感技术与信号处理》书籍简介本书深入探讨了在现代工程结构健康监测（SHM）领域中，从基础理论到前沿应用的先进传感技术、数据采集系统，以及复杂的信号处理与模式识别方法。面对桥梁、航空航天器、风力发电机叶片、高压管道等关键基础设施日益增长的安全性和可靠性需求，精确、实时地评估结构状态变得至关重要。本书旨在为结构工程师、材料科学家以及信号处理专家提供一个全面、深入的知识框架，以应对当前和未来的监测挑战。第一部分：结构健康监测的理论基础与系统架构第一章：结构健康监测的演进与核心挑战本章首先回顾了SHM从传统的定期检测向基于状态的智能监测转变的历程。我们详细分析了当前SHM系统面临的主要挑战，包括环境噪声的鲁棒性、传感器网络的覆盖优化、海量数据的高效传输与存储，以及从原始信号中提取有意义损伤特征的复杂性。此外，本章还探讨了将SHM与物联网（IoT）和边缘计算相结合的系统架构设计原则，强调了低功耗、高可靠性的传感器节点设计的重要性。第二章：结构动力学响应与损伤的力学基础结构损伤，如裂纹扩展、腐蚀或复合材料的分层，必然会改变结构的固有动力学特性。本章从连续介质力学和有限元（FE）建模的角度，详细阐述了损伤如何影响结构的刚度、阻尼和质量分布。我们介绍了模态分析（Modal Analysis）的理论基础，包括特征值问题、模态振型（Mode Shapes）的物理意义，并着重讨论了如何通过模态参数的微小变化来定位和量化早期损伤。对非线性动力学响应的初步探讨，也为理解疲劳累积导致的结构退化提供了理论支撑。第二部分：先进传感技术在SHM中的应用本书的第二部分聚焦于一系列正在革新SHM领域的关键传感技术，每种技术都因其独特的测量原理和适用场景而被深入分析。第三章：基于光纤的光栅传感技术光纤光栅（FBG）传感器因其电磁兼容性、抗腐蚀能力和分布式测量潜力，在结构监测中占据重要地位。本章详细介绍了布拉格光栅（Bragg Grating）的工作原理，重点阐述了应变、温度和应力对光栅反射光谱的影响模型。我们探讨了如何利用光纤光栅阵列实现对大型结构表面应变场的全场（Full-Field）映射，并讨论了温度补偿策略在精确应变测量中的关键作用。第四章：压电与非接触式超声波换能器压电材料（如PZT）是主动式损伤检测（如超声波导波）的核心组件。本章深入分析了逆压电效应和正向压电效应的本构方程，并详细介绍了如何设计高效的导波换能器，以在复杂结构中激发和接收导波信号。我们对比了Lamb波和板状导波在不同板厚和材料中的传播特性，并探讨了如何通过波包的群速度和衰减特性来识别损伤位置。此外，本章还涵盖了激光超声和相控阵超声技术在管道和厚壁结构无损评估中的最新进展。第五章：基于分布式测量的大规模传感器网络实现对大型结构的全覆盖监测，依赖于分布式传感技术。本章重点介绍了基于分布式声学传感（DAS）和分布式温度传感（DTS）的解决方案，特别是利用光纤作为传感元件的优势。我们讨论了光时域反射（OTDR）和拉曼散射原理在光纤振动监测中的应用，以及如何通过优化光纤的铺设路径来最大化信息获取效率，尤其是在长距离基础设施的倾斜、位移或振动监测中的独特优势。第三部分：信号处理、数据分析与损伤识别有效的信号处理是区分结构真实响应与环境噪声的关键。本部分是本书的核心，涵盖了从时域到频域，再到数据驱动的先进算法。第六章：噪声鲁棒性的时频域分析方法原始采集信号往往充斥着各种干扰，包括环境振动、运行载荷和电子噪声。本章系统梳理了增强信噪比（SNR）的时频分析技术。我们详细介绍了小波变换（Wavelet Transform）在瞬态事件检测中的优势，包括其多分辨率特性，以及如何利用经验模态分解（EMD）及其改进算法（如EEMD和CEEMDAN）来分解非平稳、非线性的振动信号。针对周期性噪声，还讨论了同步平均和盲源分离（BSS）技术的应用。第七章：基于模态识别的损伤定位与量化本章聚焦于从振动响应数据中精确提取结构固有参数的方法。我们详细介绍了基于频域的频响函数（FRF）拟合法，以及在振动控制和阻尼评估中广泛使用的时域随机子空间辨识（SSI-Cov/Data）方法。针对实验数据中固有的噪声和不完整性，本章深入探讨了数据驱动的模态分析（Data-Driven Modal Analysis）技术，并讨论了如何将模态残差分析用于识别损伤的刚度变化率。第八章：机器学习与深度学习在SHM中的前沿应用随着数据量的爆炸式增长，传统依赖物理模型的方法面临计算瓶颈。本章将重点介绍机器学习（ML）和深度学习（DL）在自主损伤识别中的潜力。我们首先回顾了特征工程在传统ML（如支持向量机SVM、随机森林RF）中的作用。随后，详细阐述了卷积神经网络（CNN）在直接从原始振动信号或图像数据中学习损伤特征的机制，以及循环神经网络（RNN）和长短期记忆网络（LSTM）在处理时间序列数据和预测剩余寿命（RUL）方面的应用。本章强调了迁移学习（Transfer Learning）在解决小样本、多任务SHM问题中的实用性。第四部分：系统集成与未来展望第九章：传感器网络优化与数据闭环反馈本章讨论了如何将监测系统集成到实际的工程决策流程中。我们探讨了传感器部署的优化问题，包括使用遗传算法或贝叶斯最优设计来确定信息量最大的传感器位置。此外，本章还详细分析了数据融合技术，特别是如何将来自不同类型传感器（如应变、超声波和视觉测量）的数据进行有效融合，以构建更全面的结构状态评估模型。我们还讨论了如何建立数据驱动的、自动化的预警和维护决策闭环系统。第十章：结论与未来研究方向本书最后总结了当前SHM技术的发展趋势，包括对极端环境（如深海、高空）监测的适应性、多物理场耦合分析的必要性，以及向“自修复”和“自我配置”智能结构迈进的愿景。本书鼓励研究人员和工程师将多学科知识融会贯通，以期开发出真正可靠、低成本、可自我维护的新一代结构健康监测系统。 --- 本书特点：理论与实践紧密结合：每一章节都配有详细的数学模型推导和实际工程案例分析。全面覆盖传感技术：系统梳理了从传统应力应变到先进光纤、超声导波等多种关键技术。前沿算法聚焦：重点介绍了小波分析、模态识别的最新进展，以及深度学习在特征提取中的突破性应用。面向工程应用：强调了如何将复杂的信号处理结果转化为可操作的工程决策指标。本书是结构工程、土木工程、机械工程、材料科学以及相关信号处理专业研究生、科研人员和资深工程师的理想参考教材。