原文传递
基于磁致伸缩导波的缆索积水检测系统研制
| 论文题名： | 基于磁致伸缩导波的缆索积水检测系统研制 |
| 关键词： | 索承式桥梁;缆索结构;积水检测系统;磁致伸缩导波 |
| 摘要： | 缆索作为索承式桥梁的主要承载结构，长期工作在恶劣的户外环境下，可能因密封失效致其内部进水引发钢丝锈蚀，危及桥梁的运营安全。针对目前在役缆索积水检测的问题，本论文基于磁致伸缩导波技术研制了桥梁缆索积水检测系统，为桥梁缆索的积水检测及锈蚀防范提供了支持。 首先，基于有限元的模式分析方法研究了平行钢丝缆索的导波传播特性。针对平行钢丝缆索的结构特点，将存在微小扭转角的平行钢丝缆索近似为截面恒定结构，根据缆索的截面结构建立了模式分析模型。通过求解模型获得了缆索的频散曲线和截面振型，利用求解的结果得到了导波的传播特性，确定了平行钢丝缆索积水导波检测的最佳激励参数。在样索上开展了实验，验证了模型计算结果的正确性。 然后，通过有限元仿真和试验研究了缆索积水的导波检测机理。根据固液界面下弹性波反射和透射特性，结合截面振型分析了积水引起导波衰减的原因；并建立了积水缆索的有限元仿真模型，根据仿真结果提取了表征积水量的特征参数。随后以钢丝、钢绞线和缆索为对象开展积水导波检测试验，验证了检测机理的正确性。 最后，设计了用于桥梁缆索积水检测的磁致伸缩导波检测系统。根据缆索积水导波检测的需求，分析了检测系统应达到的参数指标。针对模块化、小型化和适用广泛的设计思路，选择了满足导波检测需求的信号发生与采集单元，设计和制作了电源模块、功率放大模块、信号处理模块，完成了系统的组装，并对该系统进行了性能与积水检测测试。利用该检测系统开展了桥梁缆索现场检测试验，试验与开窗验证的结果相吻合。 |
| 作者： | 李云飞 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 徐江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
