鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)力的無損檢測(cè)是評(píng)價(jià)在役鋼結(jié)構(gòu)性能演化及安全性的重要手段之一。已有的無損檢測(cè)方法中,超聲波法相比于其他方法具有可定向發(fā)射、穿透力強(qiáng)、測(cè)量?jī)x器方便攜帶等優(yōu)點(diǎn),受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。目前對(duì)于鋼構(gòu)件單軸應(yīng)力識(shí)別的研究主要集中在超聲聲時(shí)法上,而超聲聲時(shí)法由于時(shí)域信號(hào)成分復(fù)雜、可利用的信息較為單一等不足,難以保證應(yīng)力識(shí)別的精度。在超聲檢測(cè)中引入譜分析技術(shù)可以更充分地利用信號(hào)中的信息,有利于應(yīng)力識(shí)別精度的提升。另外,材料正交方向的影響在一般軸向受力構(gòu)件的應(yīng)力識(shí)別中往往不予考慮,但對(duì)于具有一定偏轉(zhuǎn)角的鋼構(gòu)件而言,這種影響是不可忽略的。基于上述,本文利用超聲回波相位譜對(duì)一般軸向受力構(gòu)件和具有一定偏轉(zhuǎn)角的鋼構(gòu)件分別提出了相應(yīng)的單軸應(yīng)力識(shí)別方法。主要研究?jī)?nèi)容如下:基于超聲回波相位譜的簡(jiǎn)化單軸應(yīng)力識(shí)別理論公式的建立。首先利用聲彈性原理,闡明了構(gòu)件軸向受力時(shí)兩波分量波速與應(yīng)力的關(guān)系。其次基于橫波雙折射效應(yīng),通過建立超聲回波的數(shù)學(xué)模型,給出了包含應(yīng)力信息的相位差及其變化率的表達(dá)式。進(jìn)而通過分析從中提取的相位差變化率極大值與兩波分量波速的關(guān)系,推導(dǎo)出了基于超聲回波相位譜的簡(jiǎn)化單軸應(yīng)力識(shí)別理論公式�？紤]材料正交方向的單軸應(yīng)力識(shí)別理論公式的建立。通過將鋼構(gòu)件材料正交軸相對(duì)于構(gòu)件軸偏轉(zhuǎn)的影響體現(xiàn)在新坐標(biāo)系中,確定了新坐標(biāo)系下兩波分量波速與應(yīng)力的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,建立超聲回波的新模型,從相位差變化率中提取出第一特征頻率,并將之與兩波分量波速建立關(guān)系,進(jìn)而推導(dǎo)出考慮材料正交方向的單軸應(yīng)力識(shí)別公式。通過對(duì)比具有不同偏轉(zhuǎn)角的鋼構(gòu)件在不同入射角下的相位差,驗(yàn)證了材料正交方向的影響�；诔暬夭ㄏ辔蛔V的單軸應(yīng)力識(shí)別及結(jié)果驗(yàn)證�；诖罱ǖ膽�(yīng)力識(shí)別系統(tǒng)和建立的簡(jiǎn)化單軸應(yīng)力識(shí)別公式,通過初步試驗(yàn)說明識(shí)別公式的準(zhǔn)確性,提出相應(yīng)的應(yīng)力識(shí)別實(shí)施方法,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行試件特征參數(shù)的標(biāo)定試驗(yàn)和試件的識(shí)別試驗(yàn),對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行誤差分析,驗(yàn)證識(shí)別公式的準(zhǔn)確性。同時(shí)對(duì)考慮材料正交方向的單軸應(yīng)力識(shí)別公式,同樣提出相應(yīng)的應(yīng)力識(shí)別實(shí)施方法,并進(jìn)行應(yīng)力識(shí)別試驗(yàn),以說明此方法的有效性。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU391
【部分圖文】：

基于超聲回波相位譜的鋼構(gòu)件單軸應(yīng)力識(shí)別系統(tǒng)

圖 4-1 基于超聲回波相位譜的鋼構(gòu)件單軸應(yīng)力識(shí)別系統(tǒng)文以晶粒較細(xì)的軋制鋼板為研究對(duì)象，為此選用了頻率較高的線入射橫波探頭，其標(biāo)稱頻率為 5 MHz，主要頻帶為 0-10 MH內(nèi)的特征頻率會(huì)比較明顯。戶界面形式的軟件開發(fā)文基于 Qt Creator 創(chuàng)建了一個(gè)桌面應(yīng)用，其中利用了 QCustom數(shù)據(jù)的可視化，其窗口如圖 4-2 所示。超聲波發(fā)射接收器超聲純橫波探頭

如圖4-3 所示。（2）作圖：將讀取的信號(hào)數(shù)據(jù)繪出，并自動(dòng)縮放坐標(biāo)軸范圍，使繪出的圖形完全適應(yīng)于圖框，如圖 4-4 所示�？梢杂檬髽�(biāo)拖動(dòng)或者用滾輪縮放圖形。圖 4-3 讀取信號(hào)數(shù)據(jù)文件圖 4-4 作圖

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本文編號(hào)：2812280