本文選題：超聲波法　切入點(diǎn)：臨界折射縱波　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在役鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部初始應(yīng)力是鋼結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的應(yīng)力檢測(cè)方法，如電阻應(yīng)變計(jì)法、X射線法、磁彈性法等，，不能同時(shí)滿足在役鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力、初始應(yīng)力和無損檢測(cè)的要求。針對(duì)上述問題，鑒于超聲波法在焊接、鐵路等領(lǐng)域應(yīng)力檢測(cè)的應(yīng)用，本文提出了采用超聲波對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部初始應(yīng)力進(jìn)行檢測(cè)的方法，內(nèi)容主要包括下列三個(gè)方面： 基于超聲波法的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)力檢測(cè)公式推導(dǎo)。本文在聲彈性理論的基礎(chǔ)上，選擇了臨界折射縱波作為應(yīng)力檢測(cè)的波型，推導(dǎo)了適合在役鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部初始應(yīng)力檢測(cè)的公式。鑒于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件暴露于室外，溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響不可忽視，分別給出了在考慮溫度變化和不考慮溫度變化兩種情況下的應(yīng)力-聲時(shí)表達(dá)式。 基于超聲波法的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)搭建。根據(jù)理論推導(dǎo)和臨界折射縱波法的特點(diǎn)，本文搭建了基于超聲波法的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)。明確了各個(gè)儀器需要滿足的參數(shù)和組合方法，完成了硬件系統(tǒng)的搭建；編譯了對(duì)信號(hào)和數(shù)據(jù)處理的軟件系統(tǒng)，建立了信號(hào)去噪、脈沖來臨時(shí)刻捕捉、應(yīng)力-聲時(shí)差系數(shù)標(biāo)定及鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)力求解等模塊；給出了應(yīng)力檢測(cè)在本文搭建測(cè)試系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)過程。 基于超聲波法的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)力檢測(cè)試驗(yàn)和驗(yàn)證。通過本文搭建的鋼構(gòu)件應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)力檢測(cè)試驗(yàn)，并用電阻應(yīng)變片法對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，超聲波法應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果真實(shí)可靠。通過對(duì)試驗(yàn)過程中可能造成誤差的過程進(jìn)行分析，給出了試驗(yàn)過程中需要注意的事項(xiàng)。最后，鑒于應(yīng)力-聲時(shí)差系數(shù)的重要性，重點(diǎn)研究了探頭位置、聲程等因素對(duì)應(yīng)力-聲時(shí)差系數(shù)的影響。從試驗(yàn)和分析結(jié)果可以看出，本文實(shí)現(xiàn)了用超聲波法對(duì)使用狀態(tài)下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部工作應(yīng)力進(jìn)行檢測(cè)這一目標(biāo)，且檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、操作方便。
[Abstract]:The internal initial stress of in-service steel structure member is an important index of safety evaluation of steel structure. Traditional stress detection methods, such as resistance strain gauge method, magnetoelastic method, etc., can not satisfy the internal stress of in-service steel structure members at the same time. The requirements of initial stress and nondestructive testing. In view of the application of ultrasonic method in welding, railway and other fields, this paper puts forward a method to detect the initial stress of steel structure by ultrasonic wave. The content mainly includes the following three aspects:. On the basis of the theory of acoustoelasticity, the critical refraction longitudinal wave is chosen as the wave type of stress detection. A formula for internal initial stress detection of steel structural members in service is derived. In view of the exposure of steel structural members to the outside, the influence of temperature on the measurement results cannot be ignored. The expression of stress-acoustic time is given under the condition of considering temperature change and not considering temperature change. The stress detection system of steel structure based on ultrasonic method is built. According to the characteristics of theoretical derivation and critical refraction longitudinal wave method, In this paper, the stress detection system of steel structure based on ultrasonic method is built. The parameters and combination methods of each instrument are defined, the hardware system is built, and the software system of signal and data processing is compiled. The modules of signal denoising, pulse timing capture, stress-acoustic time difference coefficient calibration and stress solution of steel structure members are established, and the realization process of stress detection in this paper is given. The stress detection test of steel structure based on ultrasonic method is carried out. The stress detection test is carried out through the steel member stress detection system built in this paper, and the results are verified by the resistance strain gauge method. The results show that, The results of ultrasonic stress detection are true and reliable. Through the analysis of the process that may cause errors in the test process, the matters needing attention in the test process are given. Finally, in view of the importance of the stress-acoustic time difference coefficient, The influence of probe position, sound path and other factors on the stress-acoustic time difference coefficient is studied emphatically. From the test and analysis results, it can be seen that the purpose of detecting the internal working stress of steel structure members under the condition of using the ultrasonic method is realized in this paper. And the detection result is accurate, the operation is convenient.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU391;TU317

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本文編號(hào)：1618047