基于失效模式的起重装备服役健康监测

《基于失效模式的起重装备服役健康监测》详细剖析了起重装备健康管理需求及其全生命周期数据，系统阐述了起重装备的结构、机构和电气等三个子系统的健康诊断和故障预测方法，全面介绍了起重装备整机系统的安全性评价方法以及以可靠性为中心的维修方法，书尾简要介绍了大数据、物联网的先进理论、技术和方法以及所开发的基于大数据的起重装备服役健康管理平台。《基于失效模式的起重装备服役健康监测》体系清晰、重点突出、内容详实。目录第 章 绪论11.1 起重装备发展趋势及其特点11.2 国内外结构健康监测发展现状51.3 起重装备健康监测体系构建101.4 本书主要内容11第 章 起重机类型及典型失效模式122.1 概述122.2 起重机的类型12★ 2.2.1 桥架型起重机12★ 2.2.2 臂架型起重机16★ 2.2.3 缆索型起重机182.3 起重机的构成20★ 2.3.1 桥架型起重机的组成20★ 2.3.2 臂架型起重机的组成22★ 2.3.3 缆索型起重机的组成262.4 起重机典型失效模式分析28★ 2.4.1 金属结构典型失效模式分析28★ 2.4.2 零部件典型失效模式分析28★ 2.4.3 机构典型失效模式分析302.5 事故案例31第 章 起重装备结构应力状态光纤光栅监测333.1 概述333.2 光纤光栅传感器监测基本原理与传感特性33★ 3.2.1 光纤光栅传感基本原理34★ 3.2.2 光纤光栅温度特性37★ 3.2.3 光纤光栅应变特性38★ 3.2.4 光纤光栅温度应变交叉敏感特性39★ 3.2.5 典型光纤光栅应变传感器403.3 FBG应变传感器的应变传递机理42★ 3.3.1 表面粘贴式FBG应变传感器应变传递机理42★ 3.3.2 埋入式FBG应变传感器应变传递机理443.4 常用的光纤布拉格光栅解调方法45★ 3.4.1 基于光纤F-P可调谐滤波法45★ 3.4.2 基于光谱仪检测的解调技术46★ 3.4.3 非平衡Mach-Zender干涉法463.5 FBG传感器性能退化分析47★ 3.5.1 热导致的FBG传感器性能退化47★ 3.5.2 应力导致的FBG应变传感器性能退化473.6 工程应用48第 章 起重装备结构疲劳损伤磁效应监测564.1 概述564.2 结构疲劳损伤演化过程及度量56★ 4.2.1 疲劳损伤过程的不同阶段56★ 4.2.2 位错对结构疲劳损伤的影响57★ 4.2.3 结构疲劳中的累积损伤理论604.3 结构疲劳损伤和磁滞特性关系理论62★ 4.3.1 金属结构的磁化特性62★ 4.3.2 磁化效应J-A理论模型63★ 4.3.3 疲劳损伤与磁滞特性的关系分析654.4 起重装备结构疲劳损伤磁监测试验平台67★ 4.4.1 疲劳损伤磁监测装置67★ 4.4.2 磁传感器67★ 4.4.3 疲劳损伤磁监测试验平台684.5 起重装备结构疲劳损伤磁监测试验69★ 4.5.1 磁传感器的磁路分析69★ 4.5.2 结构疲劳损伤不同时的磁滞回线70★ 4.5.3 磁滞回线磁参量与疲劳损伤的关系71★ 4.5.4 多组试件的疲劳损伤磁监测试验结果72第 章 起重装备结构疲劳裂纹超声导波监测755.1 概述755.2 超声导波基本理论75★ 5.2.1 超声导波基本概念75★ 5.2.2 自由板中的超声导波76★ 5.2.3 超声导波频散方程785.3 超声导波监测传感技术与系统82★ 5.3.1 超声Lamb波监测原理82★ 5.3.2 超声Lamb波传感器83★ 5.3.3 传感器阵列技术84★ 5.3.4 超声导波监测系统855.4 超声导波监测信号分析与处理技术86★ 5.4.1 频谱分析技术87★ 5.4.2 时频分析技术875.5 超声Lamb波缺陷定位成像技术89★ 5.5.1 基于损伤概率成像算法的层析成像原理89★ 5.5.2 圆弧成像原理90★ 5.5.3 椭圆成像原理915.6 金属板结构超声导波监测试验91第 章 起重装备结构损伤演化声发射监测956.1 概述956.2 声发射监测理论基础96★ 6.2.1 声发射波的传播96★ 6.2.2 凯赛尔效应和费利西蒂效应98★ 6.2.3 声发射监测原理986.3 声发射监测传感技术99★ 6.3.1 传感器工作原理99★ 6.3.2 传感器的类型99★ 6.3.3 传感器的结构1006.4 声发射信号处理方法100★ 6.4.1 声发射信号的参数分析方法100★ 6.4.2 其他信号处理方法1036.5 典型声发射监测系统105★ 6.5.1 声发射监测系统105★ 6.5.2 基于光纤传输的声发射监测系统1086.6 声发射监测技术的实验及应用109第 章 起重装备减速机运行状态健康监测1167.1 概述1167.2 起重装备减速机失效模式1167.3 起重装备减速机运行状态监测技术1207.4 起重装备减速机振动基本原理124★ 7.4.1 齿轮减速机振动125★ 7.4.2 轴承振动1297.5 起重装备减速机振动监测系统131★ 7.5.1 振动监测系统概述131★ 7.5.2 常用振动传感器132★ 7.5.3 模拟信号调理135★ 7.5.4 模数转换1357.6 起重装备减速机振动监测信号分析136★ 7.6.1 振动监测信号的时域分析136★ 7.6.2 振动监测信号的频域分析140★ 7.6.3 现代信号分析技术1437.7 起重装备减速机振动监测标准144第 章 起重装备制动器运行状态健康监测1468.1 概述1468.2 制动器典型失效模式及失效机理分析146★ 8.2.1 制动器典型失效模式146★ 8.2.2 制动器失效机理分析1468.3 制动器运行状态监测内容1498.4 起重装备制动器性能监测系统151★ 8.4.1 监测系统整体设计151★ 8.4.2 基于多变量传感器的制动器性能监测系统154第 章 起重装备电气控制系统运行状态健康监测1569.1 概述1569.2 电气部件的故障分析156★ 9.2.1 断路器的故障分析156★ 9.2.2 继电器的故障分析157★ 9.2.3 电动机的故障分析158★ 9.2.4 变频器的故障分析158★ 9.2.5 PLC的故障分析1599.3 电气控制系统关键部件状态监测160★ 9.3.1 接触器的运行监测160★ 9.3.2 电动机的运行监测162★ 9.3.3 变频器的运行监测163★ 9.3.4 PLC的运行监测164★ 9.3.5 其他部件及工作参数的运行监测1659.4 起重装备电气控制系统运行状态健康监测系统165★ 9.4.1 系统设计的目标与原则165★ 9.4.2 系统总体架构165★ 9.4.3 系统硬件组成166★ 9.4.4 系统软件设计170★ 9.4.5 工程应用170第 章 面向云服务的起重装备健康监测一体化系统17610.1 概述17610.2 云计算相关理论及技术176★ 10.2.1 云计算的基础知识176★ 10.2.2 云计算的关键技术179★ 10.2.3 云计算架构的服务模式18210.3 起重装备健康监测一体化系统184★ 10.3.1 系统总体设计184★ 10.3.2 系统软件设计18610.4 基于健康监测的起重装备云平台187★ 10.4.1 云平台基础架构设计187★ 10.4.2 云平台功能模块划分188★ 10.4.3 业务流程分析与数据库设计19010.5 工程应用191参考文献194

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