典型鋼結(jié)構(gòu)中導(dǎo)波傳播機(jī)理與損傷識(shí)別研究.pdf

1、近年來，由于工程結(jié)構(gòu)損傷導(dǎo)致重大事故的案例越來越多，所以對工程結(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)行檢測以預(yù)防事故的發(fā)生越來越受人關(guān)注。在眾多工程環(huán)境中，要求能夠?qū)崿F(xiàn)對服役中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)、主動(dòng)的檢測?；诔晫?dǎo)波的損傷檢測技術(shù)因其具有在線、實(shí)時(shí)、無損檢測等優(yōu)點(diǎn)，成為目前工程結(jié)構(gòu)檢測中常用的檢測技術(shù)，其在薄板等簡單結(jié)構(gòu)中的檢測已經(jīng)非常成熟，但在工程中使用的多為型鋼或者是圓管結(jié)構(gòu)。因此，研究導(dǎo)波在典型鋼結(jié)構(gòu)中導(dǎo)波傳播機(jī)理以及損傷檢測具有重要的工程意義。
　

2、　本論文首先綜述結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)概述結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)、導(dǎo)波基本理論、導(dǎo)波與損傷的相互作用、信號的激勵(lì)與接收、常見的信號處理方法、以及導(dǎo)波檢測技術(shù)中損傷識(shí)別與定位方法等。
　　通過以彈性波的基本理論為基礎(chǔ)，探究導(dǎo)波在固液界面上的反射與折射情況，并推算無限大自由薄板與無限長自由圓管結(jié)構(gòu)中導(dǎo)波的頻散方程。利用數(shù)值求解法并結(jié)合應(yīng)用 MATLAB軟件，繪制出相對應(yīng)的導(dǎo)波頻散曲線。同時(shí)研究基于ABAQUS平臺(tái)的有限元仿真

3、方法，重點(diǎn)概述有限元仿真中網(wǎng)格與步長參數(shù)的選擇，以及結(jié)構(gòu)中損傷和載荷仿真建模的方法。最后介紹本研究中的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
　　在對 H型鋼的損傷進(jìn)行導(dǎo)波檢測中，根據(jù)形狀相似原則參考無限大自由薄板的導(dǎo)波理論。而在激勵(lì)信號的選擇上，綜合考慮導(dǎo)波的多模式特性、頻散特性、響應(yīng)波強(qiáng)度以及激勵(lì)信號周期數(shù)等因素對 H型鋼中導(dǎo)波傳播的影響。在確定了激勵(lì)信號的基礎(chǔ)上，分析點(diǎn)激勵(lì)與整周激勵(lì)等多種激勵(lì)方式下導(dǎo)波傳播特性以及腹板翼板不等厚對導(dǎo)波傳播的影響。根據(jù)L

4、amb波反對稱模式對初始損傷和微損傷檢測具有較強(qiáng)的靈敏性，Lamb波對稱模式對損傷檢測具有衰減小、長距離等優(yōu)點(diǎn)。所以在對損傷大小識(shí)別的研究中，采用反對稱激勵(lì)的方式進(jìn)行；而在對長距離損傷定位的研究中，采用對稱激勵(lì)的方式進(jìn)行。H型鋼損傷定位中，提出“六點(diǎn)時(shí)差定位法”，不僅能對 H型鋼的損傷進(jìn)行軸向定位，而且能還完成周向上的定位。
　　在流體管道中導(dǎo)波傳播特性以及損傷檢測的研究中，依據(jù)無限長自由圓管中導(dǎo)波的基本理論，基于減少導(dǎo)波模態(tài)等角