典型鋼結(jié)構(gòu)中導波傳播機理與損傷識別研究.pdf

1、近年來，由于工程結(jié)構(gòu)損傷導致重大事故的案例越來越多，所以對工程結(jié)構(gòu)的損傷進行檢測以預防事故的發(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)進行實時、主動的檢測?；诔晫Рǖ膿p傷檢測技術(shù)因其具有在線、實時、無損檢測等優(yōu)點，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，研究導波在典型鋼結(jié)構(gòu)中導波傳播機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，重點概述結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)、導波基本理論、導波與損傷的相互作用、信號的激勵與接收、常見的信號處理方法、以及導波檢測技術(shù)中損傷識別與定位方法等。
　　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)中導波的頻散方程。利用數(shù)值求解法并結(jié)合應用 MATLAB軟件，繪制出相對應的導波頻散曲線。同時研究基于ABAQUS平臺的有限元仿真

3、方法，重點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驗平臺。
　　在對 H型鋼的損傷進行導波檢測中，根據(jù)形狀相似原則參考無限大自由薄板的導波理論。而在激勵信號的選擇上，綜合考慮導波的多模式特性、頻散特性、響應波強度以及激勵信號周期數(shù)等因素對 H型鋼中導波傳播的影響。在確定了激勵信號的基礎(chǔ)上，分析點激勵與整周激勵等多種激勵方式下導波傳播特性以及腹板翼板不等厚對導波傳播的影響。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。所以在對損傷大小識別的研究中，采用反對稱激勵的方式進行；而在對長距離損傷定位的研究中，采用對稱激勵的方式進行。H型鋼損傷定位中，提出“六點時差定位法”，不僅能對 H型鋼的損傷進行軸向定位，而且能還完成周向上的定位。
　　在流體管道中導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波的基本理論，基于減少導波模態(tài)等角