预应力混凝土中超声波检测方式的数值模拟研究

发布时间：2023-02-25 20:35

　　预应力混凝土梁具有跨径大、抗冲切能力强、方便现浇刚构桥结构体系转换等优点,被广泛应用在不同结构体系桥梁建设中,但是由于施工工艺及人为误差等因素,导致梁体内部常出现不同种类缺陷。对预应力混凝土梁进行科学合理的无损检测是目前国内桥梁界亟需解决的一个难题。 随着超声波理论研究的逐步完善以及检测仪器变得更加经济高效,超声波被广泛应用于混凝土无损检测领域。实际混凝土梁是含骨料、水泥浆、钢筋、空洞及孔隙等的多相复合材料,预应力混凝土梁中还包括张拉钢绞线和波纹管。利用超声波对预应力混凝土进行无损检测时,会出现多重散射、强衰减吸收以及波型转换,使通过接收超声波信号解释物体内部结构变得十分困难,可以通过数值模拟来研究复杂混凝土模型中超声波传播及衰减特性。 弹性动力学有限积分技术在计算速率及对非均匀网格的自适应方面有独特优势,国外很多学者对其有深入的研究,但是国内所见甚少。本文推导了弹性动力学有限积分方程,给出了速度应力一阶弹性波波动方程的离散格式及稳定性条件,自由边界条件和改进的Sarma吸收边界条件。建立了含骨料、孔隙、空洞及压浆孔道数值混凝土模型,测试了点源激发时不同模型中超声波传播特性和衰减机理。...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题的目的和意义
    1.2 混凝土无损检测研究现状
    1.3 EFIT数值模拟研究现状
    1.4 论文的主要研究内容及成果
2 弹性动力学有限积分基本理论
    2.1 弹性力学基本理论
    2.2 弹性动力学积分公式
    2.3 积分公式离散化
        2.3.1 空间离散
        2.3.2 时间离散
    2.4 稳定性条件
    2.5 边界条件
        2.5.1 自由边界条件
        2.5.2 吸收边界条件
    2.6 初始条件
    2.7 本章小结
3 超声波在混凝土模型中传播特征分析
    3.1 水泥浆模型
    3.2 骨料模型
    3.3 孔隙模型
    3.4 空洞模型
    3.5 压浆孔道模型
    3.6 本章小结
4 超声波检测方式研究
    4.1 振源加载方式对波场形态的影响
        4.1.1 振源加载原理
        4.1.2 振源加载方式对比模拟
    4.2 相控线阵方式对波场能量的影响
        4.2.1 相控线阵原理
        4.2.2 相控线阵模拟
    4.3 合成相控线阵方式对波场聚焦范围的影响
        4.3.1 合成相控线阵原理
        4.3.2 合成相控线阵模拟
    4.4 算例分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间主要的研究成果
致谢



本文编号：3749149