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基于FRFT的桥梁管道注浆质量检测方法研究及其应用软件开发
| 论文题名： | 基于FRFT的桥梁管道注浆质量检测方法研究及其应用软件开发 |
| 关键词： | 桥梁施工;管道注浆;质量检测;软件开发;分数阶傅里叶变换 |
| 摘要： | 桥梁作为交通枢纽，很大程度上影响着国家的经济发展和社会的进步。预应力混凝土结构凭借其良好的受力特性和抗拉性能广泛用于桥梁建设中。施工过程中管道注浆不密实将会使桥梁管道内的钢筋被腐蚀，施加的预应力将会失去作用，从而致使桥梁实际使用寿命缩短。因此，对桥梁预应力管道注浆质量进行检测是非常有必要的。应力波法是检测桥梁管道注浆质量常用的无损检测方法，研究桥梁管道注浆结构中应力波信号的分析方法有助于改进检测方案和提高检测结果的准确率。本文将分数阶傅里叶变换(FRFT)应用到桥梁管道注浆质量检测中，基于FRFT对检测到的应力波信号进行分析，从而识别桥梁管道注浆结构中的注浆缺陷，本文的主要研究内容及结果如下： (1)研究了桥梁管道注浆结构中检测的纵向透射应力波特性，并通过 FRFT对桥梁管道注浆结构的注浆缺陷进行识别分析。首先用 ANSYS/LSDYNA有限元软件建立脱空长度分别为50mm、100mm、150mm、200mm(全空和半空)和满注浆的桥梁管道注浆结构有限元模型，求解并提取应力波信号，利用FRFT处理应力波信号。分析结果表明，半脱空和全脱空时，随着空浆长度从0到200mm，即随着缺陷越来越大，信号在分数阶域上的幅值比越来越大；当空浆长度一定时，半脱空时信号在分数阶域上的幅值比比全脱空时的大。 (2)研究了桥梁管道注浆结构中检测的横向透射和反射应力波特性，并通过FRFT对桥梁管道注浆结构的注浆缺陷进行识别分析。首先用ANSYS/LSDYNA有限元软件建立注浆密实度分别为0％、30%、50%、70%、100%的桥梁管道注浆结构有限元模型，求解并提取应力波信号，利用FRFT处理应力波信号。分析结果表明，随着注浆密实度从0%到100%，也就是随着缺陷越来越小，横向透射和反射信号在分数阶域上的幅值比越来越大。 (3)基于FRFT的桥梁管道注浆密实度检测数据分析方法的软件开发及其应用。基于 Labview平台调用matlab程序混合编程编写了FRFT数据处理软件。对实际检测到的桥梁管道注浆结构中的数据进行FRFT，结果表明，随着注浆密实度越来越大，信号在分数阶域上的幅值比越来越大，与模拟数据的分析结果相吻合。说明信号在分数阶域上的幅值比能够反映注浆缺陷。 通过本文的研究，对于采用FRFT对检测到的桥梁管道注浆结构中的数据进行分析进而判断注浆缺陷具有一定的参考意义。 |
| 作者： | 高凌芳 |
| 专业： | 材料科学与工程 |
| 导师： | 龙士国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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