本文關(guān)鍵詞：基于聲發(fā)射的全波形逆時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。然而,對于更進(jìn)一步的檢測裂紋進(jìn)展和開裂圖案常見的探測方法變得力不從心。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)合彈性波動方程的有限差分解法模擬了彈性波波場。利用時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間軸反向建模方法反演方法。時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,對混凝土標(biāo)本做了基于信號的聲發(fā)射分析采集到了混凝土破壞時的聲發(fā)射信號。隨后這些信號依據(jù)時間順序反,時間軸反向建模方法采用所獲得的反向聲發(fā)射信號作為定位運(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。這些彈性波會像倒帶一樣在試塊內(nèi)部反向傳播直到時間為零,最終彈性波會同時到達(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。作為驗證的方法,本文還通過CT成像線獲得三圍損壞模型驗證了時間軸反向建模方法的準(zhǔn)確性。聲發(fā)射具有無損、實時性的特點,通過事實定位成像,可以了解混凝土損傷裂紋的生長情況,及時作出補(bǔ)救或者災(zāi)難預(yù)警。研究顯示,時間軸反向建模方法適合混凝土的健康監(jiān)測�；炷灵_裂導(dǎo)致的聲發(fā)射可以用時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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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 彈性波動方程研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 項目課題來源11
• 1.4 主要研究內(nèi)容11-13
• 2 基礎(chǔ)知識13-27
• 2.1 聲發(fā)射的原理13-14
• 2.2 信號的測量與分析原理14-17
• 2.2.1 聲發(fā)射信號分析原理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 前端信號放大器17
• 2.3 基于信號的聲發(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)和信號的反卷積19-21
• 2.4.1 信號的反卷積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)動方程的推導(dǎo)22-24
• 2.5.3 彈性波動方程基本解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 骨料的移動方法29-30
• 3.1.3 控制填充密度的級配曲線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網(wǎng)格離散40-43
• 4.2 三維有限差分方程交錯網(wǎng)格有離散43-45
• 4.3 波動方程頻散關(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 模型仿真實驗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)值模型的波場模擬50-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 5 時間逆向方法及混凝土損傷成像52-66
• 5.1 時間逆向定位52-60
• 5.1.1 時間逆向原理52-54
• 5.1.2 波場逆時反演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 實驗驗證62-65
• 5.3.1 實驗準(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)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宮李海;陽能軍;;聲發(fā)射技術(shù)在工程應(yīng)用中的若干問題及對策[J];中國西部科技;2009年10期

2 王永兵;;聲發(fā)射技術(shù)的研究進(jìn)展[J];石油和化工設(shè)備;2009年07期

3 ;一機(jī)部系統(tǒng)將在近期組織聲發(fā)射技術(shù)座談[J];機(jī)械強(qiáng)度;1975年02期

4 合肥通用機(jī)械研究所聲發(fā)射課題組;;聲發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用[J];機(jī)械強(qiáng)度;1978年05期

5 張大倫;國外聲發(fā)射技術(shù)的研究簡況[J];地質(zhì)科技情報;1983年02期

6 袁振明;;日本聲發(fā)射技術(shù)的發(fā)展[J];試驗機(jī)與材料試驗;1985年02期

7 何澤云;關(guān)衛(wèi)和;;第七屆國際聲發(fā)射會議[J];壓力容器;1985年02期

8 關(guān)開程;聲發(fā)射技術(shù)研究近況[J];大慶石油學(xué)院學(xué)報;1989年04期

9 秦四清;聲發(fā)射技術(shù)在國外邊坡工程監(jiān)測中的應(yīng)用[J];露天采礦;1990年04期

10 ;2013年世界聲發(fā)射會議(上海)會議[J];無損檢測;2013年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姚兵印;丁偉;;聲發(fā)射技術(shù)及其發(fā)展[A];無損檢測專業(yè)委員會第七屆年會論文集[C];2000年

2 盧永;楊軍;田韜;;探測地震電磁聲發(fā)射的可能性[A];中國地震學(xué)會成立三十年學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2009年

3 李光海;劉正義;;基于聲發(fā)射技術(shù)的金屬高頻疲勞監(jiān)測[A];2006年第二屆七省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會科技論壇暨學(xué)會改革與發(fā)展研討會論文集[C];2006年

4 陳中劍;楊慶新;焦陽;顏威利;;電磁聲發(fā)射技術(shù)研究[A];電工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

5 李光海;劉正義;;基于聲發(fā)射技術(shù)的金屬高頻疲勞監(jiān)測[A];北京機(jī)械工程學(xué)會2006年優(yōu)秀論文集[C];2006年

6 趙勇;;聲發(fā)射技術(shù)及其在鍋爐“四管”檢測中的應(yīng)用[A];增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力 促進(jìn)吉林經(jīng)濟(jì)發(fā)展——啟明杯·吉林省第四屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2006年

7 李典文;;巖石工程中的聲發(fā)射技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[A];巖石力學(xué)測試技術(shù)及高邊坡穩(wěn)定性——第二次湖北省暨武漢巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];1990年

8 張忠政;鞏建鳴;梁華;蔡文生;崔強(qiáng);邵峰;;聲發(fā)射技術(shù)在焦炭塔檢測中的應(yīng)用[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

9 徐秉漢;岳亞霖;;聲頻技術(shù)在壓力運(yùn)載裝備建造和安全運(yùn)行中的應(yīng)用[A];安全與可靠性——2006流體機(jī)械與壓力容器技術(shù)論壇論文集[C];2006年

10 李順堂;崔維國;蔡憲法;;應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)對在役壓力容器的檢測方法[A];2002年晉冀魯豫鄂蒙川滬云貴甘十一省市區(qū)機(jī)械工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集（河南分冊）[C];2002年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 姚耀富;聲發(fā)射技術(shù)為“亞健康”設(shè)備聽診[N];中國化工報;2009年

2 賀慧宇;聲發(fā)射監(jiān)測把脈橋梁安全[N];中國建設(shè)報;2008年

3 楊雄飛;應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)檢測鋼軌中裂紋擴(kuò)展[N];世界金屬導(dǎo)報;2014年

4 陳汝雄 張清華;用聲發(fā)射技術(shù)檢測容器[N];中國石化報;2003年

5 ;用聲發(fā)射技術(shù)檢測容器[N];今日信息報;2003年

6 胡忠民邋李勇;引進(jìn)聲發(fā)射技術(shù)檢測罐車壓力容器[N];金華日報;2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 梁藝軍;光纖聲發(fā)射檢測技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

2 于金濤;直升機(jī)復(fù)合材料試件聲發(fā)射信號處理算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

3 趙靜榮;聲發(fā)射信號處理系統(tǒng)與源識別方法的研究[D];吉林大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊輝;管道結(jié)構(gòu)腐蝕損傷聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

2 朱力艷;基于聲發(fā)射數(shù)據(jù)的脆性材料損傷表征研究[D];東北大學(xué);2014年

3 魏嘉磊;巖石破裂過程紅外與聲發(fā)射聯(lián)合監(jiān)測實驗研究[D];東北大學(xué);2014年

4 樂小波;動態(tài)測試中基于聲發(fā)射技術(shù)的磁頭碰撞監(jiān)測研究[D];上海交通大學(xué);2012年

5 林其安;鋼制球罐e笊⑸浼觳餳際躚芯考笆Ｓ嗍倜げ鈁D];青島科技大學(xué);2015年

6 錢新元;罐底腐蝕聲發(fā)射傳播仿真研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2016年

7 李國瑞;海洋平臺結(jié)構(gòu)損傷聲發(fā)射定位方法研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

8 欒浩杰;基于聲發(fā)射的全波形逆時反演模型的混凝土健康狀態(tài)研究[D];青島科技大學(xué);2016年

9 陳中劍;電磁聲發(fā)射技術(shù)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2006年

10 韓敬宇;基于聲發(fā)射技術(shù)的風(fēng)電葉片裂紋無線監(jiān)測系統(tǒng)研究[D];北京化工大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：基于聲發(fā)射的全波形逆時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。

本文編號：255856