應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用。隨著我國經(jīng)濟建設的快速進行，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)中錘擊應力波傳播形式的正演模型，得到彈性波傳播過程中位移、應力、應變的情況。模型首先揭示在均勻的鋼介質(zhì)中應力波的傳播形式，然后建立起分層介質(zhì)中應力波的傳播情況，以模擬母材和焊縫處應力波的散射。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變儀和加速度傳感器采集相應錘擊實驗數(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