本文關(guān)鍵詞：基于聲發(fā)射的全波形逆時(shí)反演模型的混凝土健康狀態(tài)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聲發(fā)射(AE)分析在結(jié)構(gòu)工程中已經(jīng)成功用作混凝土和鋼筋混凝土的損傷檢測(cè)。然而,對(duì)于更進(jìn)一步的檢測(cè)裂紋進(jìn)展和開裂圖案常見的探測(cè)方法變得力不從心。因此,本論文提出基于AE分析的混凝土內(nèi)部損傷點(diǎn)定位的方法。為此本文建立了有效成分隨機(jī)分布的混凝土二維、三維聲發(fā)射模型,以模型為基礎(chǔ)結(jié)合彈性波動(dòng)方程的有限差分解法模擬了彈性波波場(chǎng)。利用時(shí)間反向方法可以定位損傷位置并可以利用最大能量在模型相應(yīng)位置成像。本文研究的定位方法,基于波傳播過程和時(shí)間軸反向建模方法反演方法。時(shí)間軸反向建模方法已經(jīng)在勘探地球物理學(xué)中得到長足的發(fā)展,在本文中借鑒相關(guān)研究方法,對(duì)混凝土標(biāo)本做了基于信號(hào)的聲發(fā)射分析采集到了混凝土破壞時(shí)的聲發(fā)射信號(hào)。隨后這些信號(hào)依據(jù)時(shí)間順序反,時(shí)間軸反向建模方法采用所獲得的反向聲發(fā)射信號(hào)作為定位運(yùn)算的初始邊界條件,在原來采集的位置重新發(fā)射回試塊中。這些彈性波會(huì)像倒帶一樣在試塊內(nèi)部反向傳播直到時(shí)間為零,最終彈性波會(huì)同時(shí)到達(dá)震源的位置,在震源位置形成共振,因此其發(fā)射源的位置出現(xiàn)能量集中的現(xiàn)象。利用這一現(xiàn)象本文提出了最大能量濃度方法,在模型相應(yīng)位置可視化震源。作為驗(yàn)證的方法,本文還通過CT成像線獲得三圍損壞模型驗(yàn)證了時(shí)間軸反向建模方法的準(zhǔn)確性。聲發(fā)射具有無損、實(shí)時(shí)性的特點(diǎn),通過事實(shí)定位成像,可以了解混凝土損傷裂紋的生長情況,及時(shí)作出補(bǔ)救或者災(zāi)難預(yù)警。研究顯示,時(shí)間軸反向建模方法適合混凝土的健康監(jiān)測(cè)�；炷灵_裂導(dǎo)致的聲發(fā)射可以用時(shí)間軸反向建模方法成功定位。
【關(guān)鍵詞】：聲發(fā)射 三維混凝土數(shù)值模型 有限差分法 反演損傷定位
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU755.7
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 混凝土健康檢測(cè)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 混凝土材料的聲發(fā)射研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 彈性波動(dòng)方程研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 項(xiàng)目課題來源11
• 1.4 主要研究內(nèi)容11-13
• 2 基礎(chǔ)知識(shí)13-27
• 2.1 聲發(fā)射的原理13-14
• 2.2 信號(hào)的測(cè)量與分析原理14-17
• 2.2.1 聲發(fā)射信號(hào)分析原理14-15
• 2.2.2 傳感器及安裝方法15-16
• 2.2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)16-17
• 2.2.4 前端信號(hào)放大器17
• 2.3 基于信號(hào)的聲發(fā)射解析方法與傅里葉變換（FT）17-19
• 2.4 儀器響應(yīng)函數(shù)和信號(hào)的反卷積19-21
• 2.4.1 信號(hào)的反卷積19-20
• 2.4.2 儀器響應(yīng)函數(shù)的推導(dǎo)20-21
• 2.5 波動(dòng)方程的建立21-25
• 2.5.1 應(yīng)力-應(yīng)變的的關(guān)系21-22
• 2.5.2 運(yùn)動(dòng)方程的推導(dǎo)22-24
• 2.5.3 彈性波動(dòng)方程基本解24-25
• 2.5.4 聲發(fā)射震源表示25
• 2.6 本章小結(jié)25-27
• 3 混凝土聲發(fā)射數(shù)值模型的建立27-40
• 3.1 骨料數(shù)學(xué)模型27-36
• 3.1.1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換28-29
• 3.1.2 骨料的移動(dòng)方法29-30
• 3.1.3 控制填充密度的級(jí)配曲線30-32
• 3.1.4 位置和參數(shù)的隨機(jī)化方法32
• 3.1.5“疊加顏色值”法判斷疊加干涉32-33
• 3.1.6 三維數(shù)值模型的建立33-36
• 3.2 CT層析掃描建立損傷模型36-39
• 3.2.1 X射線斷層掃描的原理36-37
• 3.2.2 CT圖像的閾值分割37-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 4 波動(dòng)方程的有限差分法數(shù)值解40-52
• 4.1 二維有限差分方程交錯(cuò)網(wǎng)格離散40-43
• 4.2 三維有限差分方程交錯(cuò)網(wǎng)格有離散43-45
• 4.3 波動(dòng)方程頻散關(guān)系和差分格式數(shù)值頻散45-46
• 4.4 差分格式的穩(wěn)定性分析和邊界條件46-47
• 4.5 模型仿真實(shí)驗(yàn)47-51
• 4.5.1 彈性波穿過三層模型模擬47-49
• 4.5.2 二維混凝土數(shù)值模型聲波傳播模擬49-50
• 4.5.3 三維混凝土數(shù)值模型的波場(chǎng)模擬50-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 5 時(shí)間逆向方法及混凝土損傷成像52-66
• 5.1 時(shí)間逆向定位52-60
• 5.1.1 時(shí)間逆向原理52-54
• 5.1.2 波場(chǎng)逆時(shí)反演54-55
• 5.1.3 反向定位模擬55-60
• 5.2 損傷的成像方法60-62
• 5.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證62-65
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備63
• 5.3.2 加載過程63-64
• 5.3.3 反向定位損傷成像64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論與展望66-68
• 結(jié)論66
• 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73-74

【相似文獻(xiàn)】

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