應(yīng)力波在焊縫中傳播的研究.pdf

1、焊接在現(xiàn)代工程項目中得到廣泛的應(yīng)用。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速進行，各種大型鋼結(jié)構(gòu)工程處于在建或運行階段。但是由于鋼材本身銹蝕和性能不均勻，以及焊接過程中產(chǎn)生的缺陷等因素，鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷的情況日趨增多。如果缺陷不能被及時發(fā)現(xiàn)，會產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。目前大型構(gòu)件所使用傳統(tǒng)方法檢測不僅代價高，而且效率低。本文對彈性應(yīng)力波在焊接工件中的傳播規(guī)律，特別是在傳播中遇到焊縫處傳播方向的改變情況進行研究。在此基礎(chǔ)上進一步研究焊縫中出現(xiàn)裂紋時波形的變化。這

2、些研究旨在開發(fā)出一種新型的在役檢測方法，以期應(yīng)用于大型鋼結(jié)構(gòu)焊件裂紋等缺陷的發(fā)現(xiàn)和定位，為判斷構(gòu)件質(zhì)量和壽命提供依據(jù)。
　　本文首先利用波動方程建立焊接鋼結(jié)構(gòu)中錘擊應(yīng)力波傳播形式的正演模型，得到彈性波傳播過程中位移、應(yīng)力、應(yīng)變的情況。模型首先揭示在均勻的鋼介質(zhì)中應(yīng)力波的傳播形式，然后建立起分層介質(zhì)中應(yīng)力波的傳播情況，以模擬母材和焊縫處應(yīng)力波的散射。在此基礎(chǔ)上，計算焊縫處出現(xiàn)規(guī)則缺陷，即裂紋缺陷時應(yīng)力波傳播的變化情況。最后利用基于虛

3、擬儀器Labview、DAQ2000系列采集卡以及電阻應(yīng)變儀和加速度傳感器采集相應(yīng)錘擊實驗數(shù)據(jù)，并進行信號的分析與處理，以驗證理論和模擬結(jié)果的有效性。
　　實驗表明，波動方程建立起來的正演模型反映了應(yīng)力波在焊縫中遇到缺陷時的傳播情況，對于不同位置采集的波動情況與模擬情況相符。但是震源的選擇及焊接工件的尺寸對結(jié)果的影響很大。將應(yīng)力波技術(shù)用于鋼結(jié)構(gòu)的在役檢測的研究尚處于起步階段，一些算法、模型尚不完善，因此其還有很大的研究空間，還需進