1. 研究目的与意义（文献综述）

21世纪是海洋的世纪，全球各国经济的迅速发展及社会需求量逐渐增大，这样带来的是对陆地油气能源资源消耗量日益剧增，因此陆地能源总量会急剧减少。对于海上能源的勘探和开采，近海海洋平台正逐渐成为了必不可少的工作平台。虽然人们对平台的结构和功能不断的提高，但不断承受多轴随机的海洋环境载荷，平台可能会发生微小疲劳损伤，从而微小的疲劳损伤不能及时发现会不断的累积产生疲劳裂纹，以及海洋平台多数是有不同种类强度高的钢焊接而成，焊接由于工艺和材料原因必然不可避免的造成各种缺陷，因此，进行海洋平台裂纹声发射检测的研究对平台的安全性能评估、平台寿命预测以及平台安全预警等具有重大意义。

对平台缺陷的检测常用的方法有超声波检测，x光检测，和声发射检测。其中，声发射检测作为动态、被动的无损检测技术，具有高灵敏性特点，声发射能够对检测构件的几何形状不敏感，在线监测整体结构的活动性缺陷，而且可以对结构健康状况进行全天候不停工监测，而且现有的声发射技术已经成功应用到桥梁、压力容器等的损伤检测方面。声发射（ae）是指材料或结构内部局部区域在外力,内力或温度的影响下,产生塑性变形或有裂纹形成和扩展时,伴随能量迅速释放而产生的瞬态弹性波现象。声发射信号是由多模式波组成,每种模式又是由宽带频率成分的波组成,具有频谱多态性的特点声发射技术是根据结构内部发出的应力波来判断内部损伤程度的一种新型动态无损检测方法。受力构件的材料内部在损伤缺陷萌生、扩展过程中会释放塑性应变能,应变能以应力波形式向外传播扩展,采用高灵敏度的声发射传感器实时接受和采集来自缺陷的声发射信号,进而通过对这些声发射信号的识别和分析来研究材料损伤缺陷的情况,进行事故预测。
对声发射的研究方法主要包括实验法，理论研究法和数值研究法。其中数值研究法主要包括有限元法和边界元法，有限元法和边界元法是从分析复杂的工程结构问题发展而来，这些方法有坚实的数学基础，因此易于推广用于其它一些物理问题，包括声发射检测领域。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

本文主要研究平板裂纹声发射的信号，及其信号的时频分析。首先建立平板裂纹模型，对其进行加载，通过ansys对其求解，得出某一指定点的振幅信号，然后通过gabor小波变换对其进行时频分析，最后在此基础上得出平板裂纹声发射信号随裂纹深度的变化关系。

研究目标：

3. 研究计划与安排

第1-3周：调研，查阅和阅读文献资料，明确研究内容。完成英文文献翻译等工作。确定方案，完成开题报告。

第4-6周：学习了解声发射波形特点，用ansys模拟出其波形信号。

第7-9周：用matlab进行建模仿真，得出其时频分布。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]newman j c,raju i s.an empirical stress-intensity factor equation for the surface crack[j].engineering fracture mechanics,2011,15(1):185-192

[2]t.x. wu, d.j. thompson, a double timoshenko beam model for vertical vibration analysis of railway track at high frequencies, journal of sound and vibration.2012,224: 329–348.

[3]傅祥炯．结构疲劳与胁裂［m］．西安：西北王化大学出版社．1995