[發(fā)明專利]使用基于聲學(xué)特征的技術(shù)來確定結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂紋擴(kuò)展長度的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710455102.6
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107817300B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃云
• 申請（專利權(quán)）人: 利弗莫爾軟件技術(shù)公司
• 主分類號: G01N29/44
• 分類號: G01N29/44
• 代理公司: 深圳永慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44378
• 代理人: 宋鷹武

1.一種確定結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂紋擴(kuò)展的未知長度的方法，其特征在于，包括：

經(jīng)由具有預(yù)定義幅度的諧波負(fù)荷引起的結(jié)構(gòu)振動而產(chǎn)生的聲波，在第一位置處測量和記錄聲學(xué)特征，所述具有預(yù)定義幅度的諧波負(fù)荷作用于所述結(jié)構(gòu)上的第二位置，所述結(jié)構(gòu)內(nèi)部包含未知長度的裂紋擴(kuò)展；以及

通過將測量和記錄的聲學(xué)特征與存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)值計(jì)算的聲學(xué)特征進(jìn)行比較，來確定所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂紋擴(kuò)展的未知長度，所述存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)值計(jì)算的聲學(xué)特征包含數(shù)值計(jì)算的聲學(xué)特征與數(shù)值模擬的裂紋擴(kuò)展軌跡的各個階段的對應(yīng)裂紋擴(kuò)展長度的至少一種關(guān)系，其中通過執(zhí)行數(shù)值時間推進(jìn)模擬，以獲得數(shù)值模擬的裂紋擴(kuò)展軌跡，并通過執(zhí)行結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析和振動聲學(xué)分析，以獲得數(shù)值模擬的裂紋擴(kuò)展軌跡的所述各個階段的數(shù)值計(jì)算的聲學(xué)特征，來獲得所述數(shù)值計(jì)算的聲學(xué)特征；

所述執(zhí)行數(shù)值時間推進(jìn)模擬以獲得數(shù)值模擬的裂紋擴(kuò)展軌跡進(jìn)一步包括以下操作：

在其上安裝有至少有限元分析應(yīng)用模塊和邊界單元法應(yīng)用模塊的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，接收表示結(jié)構(gòu)和已知在結(jié)構(gòu)中引起裂紋擴(kuò)展的負(fù)荷條件的有限元分析模型；以及

采用有限元分析應(yīng)用模塊，通過使用基于至少一種結(jié)構(gòu)裂紋預(yù)測理論的有限元分析模型來執(zhí)行時間推進(jìn)模擬，獲得在負(fù)荷條件下的結(jié)構(gòu)內(nèi)的數(shù)值模擬的裂紋擴(kuò)展軌跡；

所述執(zhí)行結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析和振動聲學(xué)分析，以獲得數(shù)值模擬的裂紋擴(kuò)展軌跡的各個階段的數(shù)值計(jì)算的聲學(xué)特征還包括以下步驟：

采用有限元分析應(yīng)用模塊，經(jīng)穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析，獲得受到諧波負(fù)荷的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)表面節(jié)點(diǎn)速度分布，所述諧波負(fù)荷在預(yù)定義的頻率具有預(yù)定義的幅度，且作用于結(jié)構(gòu)表面上的聲音產(chǎn)生位置，其中所述結(jié)構(gòu)由對應(yīng)于數(shù)值模擬的裂紋擴(kuò)展軌跡的各個階段中的每一個的有限元分析模型表示；以及

采用邊界元法應(yīng)用模塊，使用基于振動聲學(xué)計(jì)算理論的作為振動邊界條件的結(jié)構(gòu)表面節(jié)點(diǎn)速度分布，在聲音接收位置處獲得結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算的聲學(xué)特征。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一位置包括位于所述結(jié)構(gòu)的特征尺寸內(nèi)的聲音接收位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二位置包括所述結(jié)構(gòu)的表面上的聲音產(chǎn)生位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述裂紋擴(kuò)展長度對應(yīng)于所述數(shù)值模擬裂紋擴(kuò)展軌跡的各個階段。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫中的所述至少一種關(guān)系中的每一個對應(yīng)于所述聲音接收位置、所述聲音產(chǎn)生位置和所述諧波負(fù)荷的所述預(yù)定義的頻率的組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述測量和記錄的聲學(xué)特征包括以Pa為單位的聲壓，或以分貝為單位的聲壓級。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定義幅度和所述諧波負(fù)荷的所述預(yù)定義頻率導(dǎo)致所述聲學(xué)特征在所述第一位置處記錄至少30dB的可聽見的聲音。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述測量和記錄的聲學(xué)特征包括音頻文件。