鋼結構構件應力的無損檢測是評價在役鋼結構性能演化及安全性的重要手段之一。已有的無損檢測方法中,超聲波法相比于其他方法具有可定向發(fā)射、穿透力強、測量儀器方便攜帶等優(yōu)點,受到國內外學者的關注。目前對于鋼構件單軸應力識別的研究主要集中在超聲聲時法上,而超聲聲時法由于時域信號成分復雜、可利用的信息較為單一等不足,難以保證應力識別的精度。在超聲檢測中引入譜分析技術可以更充分地利用信號中的信息,有利于應力識別精度的提升。另外,材料正交方向的影響在一般軸向受力構件的應力識別中往往不予考慮,但對于具有一定偏轉角的鋼構件而言,這種影響是不可忽略的�；谏鲜�,本文利用超聲回波相位譜對一般軸向受力構件和具有一定偏轉角的鋼構件分別提出了相應的單軸應力識別方法。主要研究內容如下:基于超聲回波相位譜的簡化單軸應力識別理論公式的建立。首先利用聲彈性原理,闡明了構件軸向受力時兩波分量波速與應力的關系。其次基于橫波雙折射效應,通過建立超聲回波的數(shù)學模型,給出了包含應力信息的相位差及其變化率的表達式。進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系,推導出了基于超聲回波相位譜的簡化單軸應力識別理論公式�？紤]材料正交方向的單軸應力識別理論公式的建立。通過將鋼構件材料正交軸相對于構件軸偏轉的影響體現(xiàn)在新坐標系中,確定了新坐標系下兩波分量波速與應力的關系。在此基礎上,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系,進而推導出考慮材料正交方向的單軸應力識別公式。通過對比具有不同偏轉角的鋼構件在不同入射角下的相位差,驗證了材料正交方向的影響。基于超聲回波相位譜的單軸應力識別及結果驗證。基于搭建的應力識別系統(tǒng)和建立的簡化單軸應力識別公式,通過初步試驗說明識別公式的準確性,提出相應的應力識別實施方法,并在此基礎上進行試件特征參數(shù)的標定試驗和試件的識別試驗,對試驗結果進行誤差分析,驗證識別公式的準確性。同時對考慮材料正交方向的單軸應力識別公式,同樣提出相應的應力識別實施方法,并進行應力識別試驗,以說明此方法的有效性。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU391
【部分圖文】：

基于超聲回波相位譜的鋼構件單軸應力識別系統(tǒng)

圖 4-1 基于超聲回波相位譜的鋼構件單軸應力識別系統(tǒng)文以晶粒較細的軋制鋼板為研究對象，為此選用了頻率較高的線入射橫波探頭，其標稱頻率為 5 MHz，主要頻帶為 0-10 MH內的特征頻率會比較明顯。戶界面形式的軟件開發(fā)文基于 Qt Creator 創(chuàng)建了一個桌面應用，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：將讀取的信號數(shù)據(jù)繪出，并自動縮放坐標軸范圍，使繪出的圖形完全適應于圖框，如圖 4-4 所示�？梢杂檬髽送蟿踊蛘哂脻L輪縮放圖形。圖 4-3 讀取信號數(shù)據(jù)文件圖 4-4 作圖

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本文編號：2812280