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基于超声导波的锚固区钢绞线损伤识别方法研究
| 论文题名： | 基于超声导波的锚固区钢绞线损伤识别方法研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;锚固区钢绞线;损伤识别;超声导波 |
| 摘要： | 锚固区钢绞线损伤一直是影响斜拉桥结构安全的重要因素，运用无损检测技术识别损伤是维护桥梁正常使用的关键。超声导波检测技术是一种新型无损检测技术，具有探测距离远、探伤效率高、速度快等优点，本文针对斜拉桥锚固区钢绞线腐蚀、断丝等典型损伤，运用压电式超声导波进行检测，通过理论研究、数值模拟、算法分析和试验研究，提取损伤回波时频特征作为检测指标，对钢绞线损伤检测具有重要意义。 本文的主要研究内容如下： 1）首先介绍了超声导波检测理论和钢绞线结构声弹性效应，对圆直杆和螺旋杆结构中的导波频散特性进行了理论分析，得到超声导波在钢绞线结构中的传播特性，确定了低频纵向L(0,1)模态导波适用于钢绞线检测。 2）其次对锚固区钢绞线超声导波检测进行有限元分析，借助ANSYS仿真软件建立了典型损伤模型、螺旋结构模型和锚固实体模型，分析了不同的导波检测方式、激励参数对检测效果的影响，提取不同损伤类型、尺寸的导波检测信号的时频特征，并研究了钢绞线螺旋结构、钢丝间接触效应和锚固区实体结构对超声导波检测的影响作用。 3）基于小波（包）变换理论，根据损伤信号的能量特征，提出小波包能量变化率作为判定指标，用于判断钢绞线结构有无损伤；对传统算法进行改进，设计了一种融合互相关分析、复小波变换的双传感器损伤识别算法，可实现对锚固区钢绞线典型损伤的定位和量化分析。 4）最后，在理论研究和数值模拟的基础上，搭建超声导波检测试验平台，设计张拉、接触效应试验，以研究钢绞线结构应力和接触效应对超声导波检测的影响；设计损伤检测试验，确定了锚固区钢绞线典型损伤的判定阈值，验证了基于双传感器检测的损伤定位算法，并得到典型损伤尺寸的量化曲线。 通过上述研究，验证了超声导波检测在斜拉桥锚固区钢绞线检测中的有效性，该研究对压电式超声导波检测在钢绞线检测领域中的应用打下基础。 |
| 作者： | 戢欧阳 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 刘志平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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