《表2 纤维缠绕压力容器经过不同周期疲劳试验后的应变值》

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《基于超声导波的压力容器健康监测Ⅲ：纤维缠绕压力容器的在线监测》

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图10和图11中分别给出了疲劳5 700周和未经疲劳的纤维缠绕压力容器在承受不同内压时的损伤定位结果图，图中右侧色带代表缺陷出现的可能性，其值越接近0，缺陷出现的可能性越大。两图中的成像结果是采用本研究第一部分中的提及的椭圆定位算法得到的。在打压测试时，该损伤定位结果利用本研究所开发的压力容器在线监测系统实时将定位结果远程传输到计算机端和移动端。表5列出了不同压力下纤维缠绕压力容器的损伤定位误差，对比可以发现，对于经过5 700周疲劳后的纤维缠绕压力容器，利用在线监测系统得到的损伤定位精度在轴向上的误差较大，在30 MPa压力作用时的轴向误差可达87.69%；而对于未经过疲劳的压力容器在不同压力作用下的损伤定位结果精度较高，在30 MPa内压是的周向/轴向定位误差分别为0.36%和1.03%。压力容器在疲劳5 700周后损伤定位精度下降，产生这一现象的可能的原因是，压力容器在疲劳交变载荷作用下差生了微观损伤，这些微损伤影响了导波在容器里的传播速度，进而影响了定位精度。具体来说，由于导波在纤维缠绕压力容器中的波速取决于质点振动状态，如表2结果显示，疲劳过后金属内胆及外层的复合材料存在残余应变，这势必影响导波在纤维缠绕压力容器中传输的振动状态，进而影响波速。另外，与本研究第一、二部分研究的纯金属压力容器相比，导波在纤维缠绕压力容器中的传播还受到纤维层及纤维/金属界面层的影响，这进一步导致纤维缠绕压力容器损伤定位精度的降低。