超声导波技术在锚杆检测中的应用研究.pdf

北京工业大学硕士学位论文Y超岂昱遗燕盔查缝j王捡捌生数廛旦硒塞题英文并列题目89088{T脏APPLICATIoN目分类号：TP206．1单位代码：学号：密级：公开研究生姓名导师姓名RESEARCH0N0FGUIDEDWAVE张青机械电子工程吴斌研究方向职称计算机测试与控制技术专业10005S200301085论文报告提交日期2006年5月学位授予日期2006年7月授予单位名称和地址北京工业大学北京市朝阳区平乐园100号
摘要传播进行了数值模拟。模拟结果表明：低频时，按照实际加载可以模拟导波在无缺陷和有缺陷钢杆中的传播：较高频率下在激励端部应按照波结构位移进行加载实现纵向模态在杆中传播的数值模拟。现激励接收信号的显示并能计算锚杆长度的软件。锚杆锚固技术在矿业采掘和岩土工程中广泛应用。然而，其施工质量的评估是当前的难点问题。锚杆的施工属于隐蔽工程，施工质量的好坏直接关系到该结构的安全运行。另一方面，即使施工质量良好，锚杆在服役一定时间后，也常会出现质量劣化的可能，如：被剪断、发生腐蚀，砂浆与锚杆界面脱粘。所有这些失效形式的存在，破坏了结构的完整性，给结构的运行带来隐患，在极限情况下会使结构发生灾难性的事故，造成巨大的经济损失。因此，特别需要有一种经济、可靠、方便的无损检测方法，超声导波技术是解决这一问题的有效方法之一。本文基于超声导波理论，在实验室条件下，利用纵向导波对锚杆检测进行了实验研究；并利用有限元方法对纵向导波在钢杆中的传播进行了数值模拟，开发了一套检测锚杆有效长度的软件。具体工作如下：(1)搭建了超声导波检测的实验系统，根据频散曲线选择合适的模态和频率进行检测，结果表明：频散曲线可以作为理论指导，在检测时应选择在能量低泄漏模态、衰减最小值对应的一定频率范围内激励和接收导波。(2)研究了激励信号周期数、螺纹钢锚杆的螺纹和肋、锚杆周围介质和锚杆激励端面角度对于检测的影响，并对锚杆的有效长度和颈缩缺陷进行了检测。实验结果表明：通过选择合适的模态和频率激励导波，可以在一定范围内(约4m)准确、快速地实现锚杆有效长度和颈缩缺陷的检测。(3)利用有限元软件ANsYS对纵向模态导波在无缺陷和有缺陷钢杆中的(4)利用导波技术，结合示波器和计算机的网络通讯，开发了一套能够实关键词超声导波；锚杆：纵向模态；无损检测；
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