混凝土由于其強度高、操作工藝簡單、價格低等優(yōu)點是土木工程建設領域應用最廣泛的建筑材料。然而,隨著服役時間的增長,在役結構中的混凝土大多處于早期損傷累積階段,一旦結構出現(xiàn)明顯損傷,結構的承載力已大幅度降低,因此對混凝土結構的早期損傷評估尤為關鍵。另一方面,在結構加固領域,FRP加固混凝土構件常常因缺少可靠錨固措施導致分界面出現(xiàn)剝離損傷,使得加固結構發(fā)生明顯的脆性破壞。針對混凝土早期損傷材料特征評估與FRP加固剝離損傷無損檢測等問題,目前大多基于線性超聲檢測,對早期損傷特征和小尺寸剝離缺陷不敏感,故本課題提出基于材料的非線性行為及彈簧模型的界面接觸非線性誘導超聲波滋生二階諧波的原理,通過激光超聲仿真模擬和等效壓電超聲實驗研究,論證本方法對檢測混凝土材料的早期損傷和FRP加固結構剝離損傷的可行性。運用虛功原理建立了熱-位移單向耦合微分方程的等效積分形式,離散化得到激光超聲熱彈耦合方程的有限元形式。利用界面非線性反射技術推導了二維Rayleigh波在非線性介質中傳播的基波和二次諧波位移,得出Rayleigh波作用下材料的非線性系數(shù)。分析了界面分層彈簧模型與超聲波相互作用的開合效應所產(chǎn)生的二階諧... 

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的背景和意義
        1.1.1 課題的來源
        1.1.2 研究的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 激光超聲技術國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 非線性超聲諧波技術國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外研究綜述的簡析
    1.3 主要研究內(nèi)容和方案
第2章 激光超聲與非線性超聲波動理論分析
    2.1 引言
    2.2 激光激發(fā)超聲波原理分析
        2.2.1 熱彈性耦合微分方程
        2.2.2 熱傳導方程有限元形式
        2.2.3 熱彈方程有限元形式
    2.3 非線性超聲波動理論分析
        2.3.1 Rayleigh波動方程及線性解
        2.3.2 Rayleigh波運動方程非線性解
        2.3.3 彈簧模型的接觸非線性分析
    2.4 本章小結
第3章 非線性細觀混凝土模型研究
    3.1 引言
    3.2 等效細觀混凝土建模分析
        3.2.1 混凝土隨機骨料模型
        3.2.2 非線性細觀單元等效化方法
        3.2.3 等效細觀單元彈模數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
    3.3 本章小結
第4章 混凝土材料非線性檢測研究
    4.1 引言
    4.2 激光超聲檢測混凝土數(shù)值研究
        4.2.1 強度調制激光激勵源參數(shù)
        4.2.2 非線性細觀混凝土模型
        4.2.3 計算步長與網(wǎng)格劃分
        4.2.4 瞬態(tài)響應信號處理及分析
        4.2.5 混凝土材料非線性與彈性模量
    4.3 壓電超聲檢測混凝土實驗研究
        4.3.1 素混凝土制備
        4.3.2 混凝土材料非線性超聲檢測系統(tǒng)
        4.3.3 敲擊共振基頻檢測系統(tǒng)
        4.3.4 混凝土材料非線性實驗檢測結果
    4.4 本章小結
第5章 FRP加固結構剝離損傷檢測研究
    5.1 引言
    5.2 激光超聲檢測剝離損傷數(shù)值研究
        5.2.1 二維FRP加固剝離損傷模型
        5.2.2 二維剝離損傷模型的檢測和定位
        5.2.3 三維FRP加固剝離損傷模型
        5.2.4 三維剝離損傷模型的檢測和定位
    5.3 壓電超聲檢測剝離損傷實驗研究
        5.3.1 FRP加固混凝土剝離損傷試件
        5.3.2 非線性超聲實驗檢測系統(tǒng)
        5.3.3 FRP加固剝離損傷檢測實驗結果
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3677960