新中國成立以來我國在水利水電工程、隧道工程、鐵路公路建設(shè)、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等領(lǐng)域熱火朝天開展的同時,對維持土壤和圍巖的穩(wěn)定性提出了更高的要求,而傳統(tǒng)的支護手段采用鋼架、砌碹等方式不僅施工復(fù)雜價格昂貴而且支護效果很一般。而錨桿錨固技術(shù)具有支護效果好、施工方便、經(jīng)濟性良好等優(yōu)點,所以錨桿錨固技術(shù)在上述基建領(lǐng)域迅速得到廣泛的使用,對于檢測每根錨桿是否起到其支護加固作用顯得尤為重要。本文的具體研究內(nèi)容如下:(1)對課題的研究背景及意義進行闡述,論述了磁致伸縮導(dǎo)波檢測原理,推導(dǎo)了磁致伸縮換能機理和多場之間的換能方程,使用MATLAB軟件繪制了自由錨桿和錨固的頻散曲線,為電磁超聲換能器的研究提供理論依據(jù)。(2)使用COMSOL Multiphysics有限元仿真軟件建立三維的自由錨桿檢測模型,通過數(shù)值模擬和實驗方式對一發(fā)一收式電磁超聲換能器參數(shù)選取進行研究,包括激勵和接收線圈直徑的選取,激勵端接收端偏置磁場長度選取,屏蔽環(huán)材料尺寸厚度的選取,以及添加鐵磁性材料對換能效率的影響。根據(jù)仿真和實驗得到的一發(fā)一收式電磁超聲換能器參數(shù)的選取結(jié)果,不僅能夠提升電磁超聲換能器的換能效率還能夠為今后實際工程應(yīng)用提...

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 電磁超聲換能器的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 磁致伸縮縱向?qū)Рz測理論
    2.1 磁致伸縮導(dǎo)波檢測原理
    2.2 電磁超聲換能器換能機理及控制方程
        2.2.1 電磁場基本控制方程
        2.2.2 永磁偏置磁場方程
        2.2.3 線圈中的電磁場
        2.2.4 耦合關(guān)系
        2.2.5 振動動力方程
    2.3 導(dǎo)波檢測基本原理
        2.3.1 群速度與相速度
        2.3.2 頻散曲線分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 一發(fā)一收式電磁超聲換能器參數(shù)選取
    3.1 電磁超聲換能器的三維有限元建模
        3.1.1 有限元分析軟件
        3.1.2 電磁超聲換能器有限元建模
    3.2 線圈參數(shù)對電磁超聲換能器的影響
        3.2.1 線圈直徑對電磁超聲換能器的影響
        3.2.2 線圈層數(shù)對電磁超聲換能器的影響
    3.3 偏置磁場參數(shù)對電磁超聲換能器的影響
        3.3.1 偏置磁場長度對換能器效率的影響
        3.3.2 屏蔽環(huán)對換能器效率的影響
    3.4 鐵磁性材料對電磁超聲換能器的影響
        3.4.1 立方晶體的磁致伸縮
        3.4.2 六方晶體的磁致伸縮
    3.5 本章小結(jié)
第四章 自激自收式電磁超聲換能器研究
    4.1 自激自收式檢測原理
        4.1.1 實驗流程
        4.1.2 信號發(fā)生器
        4.1.3 功率放大器
        4.1.4 雙工器
        4.1.5 自激自收換能器
        4.1.6 動態(tài)信號測試分析系統(tǒng)
        4.1.7 實驗平臺
    4.2 自激自收式電磁超聲換能器線圈的選取
    4.3 自激自收式電磁超聲換能器偏置磁場的選取
    4.4 本章小結(jié)
第五章 錨桿錨固質(zhì)量檢測
    5.1 自由錨桿檢測原理
    5.2 錨桿質(zhì)量檢測的降噪研究
        5.2.1 變分模態(tài)分解
        5.2.2 加權(quán)峭度指標(biāo)
        5.2.3 小波閾值降噪
        5.2.4 變分模態(tài)分解-小波閾值去噪方法
        5.2.5 降噪效果對比
    5.3 自由錨桿檢測
        5.3.1 完整自由錨桿質(zhì)量檢測
        5.3.2 帶缺陷自由錨桿質(zhì)量檢測
    5.4 錨桿錨固質(zhì)量檢測
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
    個人簡歷
    已發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3841675