Health Monitoring of Structural Materials and Components pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Adams, Douglas

出品人:

页数:460

译者:

出版时间:2007-6

价格:1187.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780470033135

丛书系列:

图书标签:

结构健康监测
材料
结构材料
无损检测
传感器
数据分析
疲劳
腐蚀
可靠性
工程应用

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具体描述

The first complete introduction to health monitoring, encapsulating both technical information and practical case studies spanning the breadth of the subject. Written by a highly-respected figure in structural health monitoring, this book provides readers with the technical skills and practical understanding required to solve new problems encountered in the emerging field of health monitoring. The book presents a suite of methods and applications in loads identification (usage monitoring), in-situ damage identification (diagnostics), and damage and performance prediction (prognostics). Concepts in modelling, measurements, and data analysis are applied through real-world case studies to identify loading, assess damage, and predict the performance of structural components, as well as examine engine components, automotive accessories, aircraft parts, spacecraft components, civil structures and defence system components. In particular the book: provides the reader with a fundamental and practical understanding of the material; discusses models demonstrating the physical basis for health monitoring techniques; gives a detailed review of the best practices in dynamic measurements including sensing; presents numerous data analysis techniques using model- and signal-based methods; discusses case studies involving real-world applications of health monitoring; offers end-of-chapter problems to enhance the study of the topic for students and instructors; and includes an accompanying website with MATLAB programs providing hands-on training to readers for writing health monitoring model simulation and data analysis algorithms. Health Monitoring of Structural Materials and Components is an excellent introductory text for newcomers to the subject as well as an excellent study tool for students and lecturers. Practitioners and researchers, those with a greater understanding and application of the technical skills involved, will also find this essential reading as a reference text to address current and future challenges in this field. The wide variety of case studies will appeal to a broad spectrum of engineers in the aerospace, civil, mechanical, machinery and defence communities.

好的，这是一本关于新型传感技术在工程结构健康监测中应用的图书的详细内容简介，本书与您提到的“Health Monitoring of Structural Materials and Components”主题不同，侧重于前沿的传感技术集成与系统实现： --- 新型分布式光纤传感技术在土木与能源基础设施监测中的应用：从原理到实践本书聚焦于当前土木工程、能源基础设施及大型构筑物健康监测领域的核心挑战，深入探讨了基于先进分布式光纤传感（Distributed Fiber Optic Sensing, DFOS）技术的一体化解决方案。本书旨在为结构工程师、传感技术研究人员以及基础设施管理者提供一套全面、深入且具备高度实践指导意义的知识体系。第一部分：分布式光纤传感基础与核心原理本部分将读者引入DFOS技术的理论基础，区别于传统的点式传感器，DFOS技术以其连续、全场、高密度的监测能力，彻底革新了结构健康监测（SHM）的范式。第一章：结构健康监测的范式转变与DFOS的崛起探讨传统监测技术（如应变片、加速度计）的局限性，尤其是在大型、长距离结构（如桥梁、输油/气管道、风电塔筒）上的应用瓶颈。分布式传感的定义、历史沿革及其在空间分辨率和数据密度上的革命性优势。核心对比分析： DFOS与基于传统传感器的集中式监测网络的优劣势对比。第二章：光纤传感的基本物理效应与解调技术本书将详细解析支撑DFOS技术运作的四大关键光散射效应：布里渊散射（Brillouin Scattering）：重点阐述基于受激布里渊散射（SBS）和非受激布里渊散射（USBS）的温度和应变监测原理。深入解析布里渊频移（BFS）与环境参数之间的精确线性关系，并探讨先进的动态布里渊散射分析（DBA）技术在高速率监测中的应用。拉曼散射（Raman Scattering）：讲解基于斯托克斯（Stokes）和反斯托克斯（Anti-Stokes）拉曼散射的温度剖面获取方法，及其在非线性温度场监测中的重要性。瑞利散射（Rayleigh Scattering）：详细介绍基于相位敏感光时域反射（Φ-OTDR）和基于相位差的光纤传感（Phase-based OFS）技术，重点关注其在微小位移和振动检测中的高灵敏度。掺铒光纤放大器（EDFA）原理在传感中的应用：讨论如何利用EDFA的增益特性实现超长距离监测系统的能量平衡与信噪比提升。第三章：光纤传感器的集成、封装与部署策略本章关注如何将光纤从实验室理论转化为可靠的现场监测工具。光纤类型的选择：单模光纤（SMF）、保偏光纤（PMF）及特种光纤（如少模光纤）在不同应用场景下的适用性评估。传感光纤的封装技术：针对不同介质（混凝土、金属、复合材料、流体）的应力耦合优化封装设计，包括但不限于全埋入式、表面粘接式和套管式封装。部署与布线规范：针对线性和面状结构的优化部署拓扑设计，如“之”字形、螺旋形和网格化布线策略，确保监测的连续性和冗余性。第二部分：前沿分布式传感系统与数据处理本部分转向高阶的应用系统构建，涵盖了多参数耦合监测、数据实时处理以及与结构模型融合的技术。第四章：多参数耦合测量系统构建真实的工程环境要求传感器能够同时测量多维度信息。本章探讨如何利用单一光纤或阵列实现物理量、化学量和环境量的同步监测。应变-温度-声学三参数解耦技术：提出基于多波长或多效应组合的逆问题求解方法，实现高精度分离。分布式水密性与渗透监测：探讨DFOS在监测地下结构渗漏、管道泄漏的敏感性分析与定位精度提升。声学事件监测与识别：聚焦于基于高采样率Φ-OTDR的结构冲击、裂纹扩展声音的实时捕获与特征提取。第五章：大规模传感数据的实时处理与智能分析 DFOS系统产生的数据量巨大且维度高，高效的数据处理是实现实时健康监测的关键。高速数据采集与预处理：讨论FPGA/GPU加速的原始数据滤波、去噪和异常值识别技术。基于机器学习的模式识别：应用卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）对采集到的分布式应变场、温度梯度或声学信号进行自动化的事件分类（如裂缝识别、结构振动模态提取）。数据可视化与信息熵：设计面向非专业用户的直观信息展示界面，将复杂的物理场数据转化为可操作的工程指标。第三部分：应用案例与工程实践本书的第三部分将理论与实践紧密结合，展示DFOS技术在关键基础设施领域的成功应用。第六章：桥梁与大跨度结构的全寿命周期监测案例研究：长大斜拉桥索力动态监测与健康评估，利用DFOS技术实现索力分布的连续、非侵入式测量。温度梯度效应的精确补偿：在混凝土桥面温度梯度引起的虚假应变中，如何利用拉曼传感数据进行高精度温度校正。风-雨-车辆耦合作用下的动态响应分析。第七章：能源基础设施的完整性保障地下管道完整性监测（Pipeline Integrity Monitoring）：详细阐述DFOS在监测地质灾害（滑坡、沉降）对管道的挤压、泄漏检测及入侵行为识别中的部署标准和成功案例。风力发电机叶片与塔筒的结构健康监测：利用分布式应变监测叶片在运行载荷下的应力集中区域，预测疲劳损伤的起始点。储能设施与反应堆安全监测：探讨DFOS在极端温度和高压环境下的可靠性应用。第八章：新兴与前沿应用方向结构疲劳寿命的实时评估：基于应变历史数据的累积损伤模型与DFOS数据的结合。岩土工程中的分布式监测：在隧道衬砌稳定性、边坡位移监测中的应用。光纤传感技术与物联网（IoT）的集成：探讨边缘计算在分布式传感数据处理中的角色，以及构建自适应监测网络的前景。 --- 本书的特色在于其对DFOS技术原理的深度剖析、多参数耦合解算的工程化处理方法，以及大量来自实际工程项目的部署经验总结。它不仅是技术人员的参考手册，更是指导基础设施向智能化、高可靠性监测迈进的路线图。