基于失效模式的起重装备服役健康监测电子书

前言

第1章 绪论

1.1 起重装备发展趋势及其特点

1.2 国内外结构健康监测发展现状

1.3 起重装备健康监测体系构建

1.4 本书主要内容

第2章 起重机类型及典型失效模式

2.1 概述

2.2 起重机的类型

★2.2.1 桥架型起重机

★2.2.2 臂架型起重机

★2.2.3 缆索型起重机

2.3 起重机的构成

★2.3.1 桥架型起重机的组成

★2.3.2 臂架型起重机的组成

★2.3.3 缆索型起重机的组成

2.4 起重机典型失效模式分析

★2.4.1 金属结构典型失效模式分析

★2.4.2 零部件典型失效模式分析

★2.4.3 机构典型失效模式分析

2.5 事故案例

第3章 起重装备结构应力状态光纤光栅监测

3.1 概述

3.2 光纤光栅传感器监测基本原理与传感特性

★3.2.1 光纤光栅传感基本原理

★3.2.2 光纤光栅温度特性

★3.2.3 光纤光栅应变特性

★3.2.4 光纤光栅温度应变交叉敏感特性

★3.2.5 典型光纤光栅应变传感器

3.3 FBG应变传感器的应变传递机理

★3.3.1 表面粘贴式FBG应变传感器应变传递机理

★3.3.2 埋入式FBG应变传感器应变传递机理

3.4 常用的光纤布拉格光栅解调方法

★3.4.1 基于光纤F-P可调谐滤波法

★3.4.2 基于光谱仪检测的解调技术

★3.4.3 非平衡Mach-Zender干涉法

3.5 FBG传感器性能退化分析

★3.5.1 热导致的FBG传感器性能退化

★3.5.2 应力导致的FBG应变传感器性能退化

3.6 工程应用

第4章 起重装备结构疲劳损伤磁效应监测

4.1 概述

4.2 结构疲劳损伤演化过程及度量

★4.2.1 疲劳损伤过程的不同阶段

★4.2.2 位错对结构疲劳损伤的影响

★4.2.3 结构疲劳中的累积损伤理论

4.3 结构疲劳损伤和磁滞特性关系理论

★4.3.1 金属结构的磁化特性

★4.3.2 磁化效应J-A理论模型

★4.3.3 疲劳损伤与磁滞特性的关系分析

4.4 起重装备结构疲劳损伤磁监测试验平台

★4.4.1 疲劳损伤磁监测装置

★4.4.2 磁传感器

★4.4.3 疲劳损伤磁监测试验平台

4.5 起重装备结构疲劳损伤磁监测试验

★4.5.1 磁传感器的磁路分析

★4.5.2 结构疲劳损伤不同时的磁滞回线

★4.5.3 磁滞回线磁参量与疲劳损伤的关系

★4.5.4 多组试件的疲劳损伤磁监测试验结果

第5章 起重装备结构疲劳裂纹超声导波监测

5.1 概述

5.2 超声导波基本理论

★5.2.1 超声导波基本概念

★5.2.2 自由板中的超声导波

★5.2.3 超声导波频散方程

5.3 超声导波监测传感技术与系统

★5.3.1 超声Lamb波监测原理

★5.3.2 超声Lamb波传感器

★5.3.3 传感器阵列技术

★5.3.4 超声导波监测系统

5.4 超声导波监测信号分析与处理技术

★5.4.1 频谱分析技术

★5.4.2 时频分析技术

5.5 超声Lamb波缺陷定位成像技术

★5.5.1 基于损伤概率成像算法的层析成像原理

★5.5.2 圆弧成像原理

★5.5.3 椭圆成像原理

5.6 金属板结构超声导波监测试验

第6章 起重装备结构损伤演化声发射监测

6.1 概述

6.2 声发射监测理论基础

★6.2.1 声发射波的传播

★6.2.2 凯赛尔效应和费利西蒂效应

★6.2.3 声发射监测原理

6.3 声发射监测传感技术

★6.3.1 传感器工作原理

★6.3.2 传感器的类型

★6.3.3 传感器的结构

6.4 声发射信号处理方法

★6.4.1 声发射信号的参数分析方法

★6.4.2 其他信号处理方法

6.5 典型声发射监测系统

★6.5.1 声发射监测系统

★6.5.2 基于光纤传输的声发射监测系统

6.6 声发射监测技术的实验及应用

第7章起重装备减速机运行状态健康监测

7.1 概述

7.2 起重装备减速机失效模式

7.3 起重装备减速机运行状态监测技术

7.4 起重装备减速机振动基本原理

★7.4.1 齿轮减速机振动

★7.4.2 轴承振动

7.5 起重装备减速机振动监测系统

★7.5.1 振动监测系统概述

★7.5.2 常用振动传感器

★7.5.3 模拟信号调理

★7.5.4 模-数转换

7.6 起重装备减速机振动监测信号分析

★7.6.1 振动监测信号的时域分析

★7.6.2 振动监测信号的频域分析

★7.6.3 现代信号分析技术

7.7 起重装备减速机振动监测标准

第8章 起重装备制动器运行状态健康监测

8.1 概述

8.2 制动器典型失效模式及失效机理分析

★8.2.1 制动器典型失效模式

★8.2.2 制动器失效机理分析

8.3 制动器运行状态监测内容

8.4 起重装备制动器性能监测系统

★8.4.1 监测系统整体设计

★8.4.2 基于多变量传感器的制动器性能监测系统

第9章 起重装备电气控制系统运行状态健康监测

9.1 概述

9.2 电气部件的故障分析

★9.2.1 断路器的故障分析

★9.2.2 继电器的故障分析

★9.2.3 电动机的故障分析

★9.2.4 变频器的故障分析

★9.2.5 PLC的故障分析

9.3 电气控制系统关键部件状态监测

★9.3.1 接触器的运行监测

★9.3.2 电动机的运行监测

★9.3.3 变频器的运行监测

★9.3.4 PLC的运行监测

★9.3.5 其他部件及工作参数的运行监测

9.4 起重装备电气控制系统运行状态健康监测系统

★9.4.1 系统设计的目标与原则

★9.4.2 系统总体架构

★9.4.3 系统硬件组成

★9.4.4 系统软件设计

★9.4.5 工程应用

第10章 面向云服务的起重装备健康监测一体化系统

10.1 概述

10.2 云计算相关理论及技术

★10.2.1 云计算的基础知识

★10.2.2 云计算的关键技术

★10.2.3 云计算架构的服务模式

10.3 起重装备健康监测一体化系统

★10.3.1 系统总体设计

★10.3.2 系统软件设计

10.4 基于健康监测的起重装备云平台

★10.4.1 云平台基础架构设计

★10.4.2 云平台功能模块划分

★10.4.3 业务流程分析与数据库设计

10.5 工程应用

参考文献