本文關(guān)鍵詞：聲激勵(lì)錨桿軸力監(jiān)測(cè)裝置設(shè)計(jì)原理與方法研究

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【摘要】：本文旨在研究一種錨桿軸力監(jiān)測(cè)裝置。錨桿支護(hù)作為巖土錨固技術(shù)的重要方式,由于其對(duì)巷道圍巖的強(qiáng)化,顯著提高了圍巖的穩(wěn)定性,加上它具有支護(hù)成本低、勞動(dòng)強(qiáng)度低、明顯改善作業(yè)環(huán)境和安全生產(chǎn)條件等優(yōu)點(diǎn),目前已成為世界各國礦井巷道的主要支護(hù)形式,同時(shí)也廣泛應(yīng)用在邊坡穩(wěn)定、深基坑維護(hù)、隧道及洞體支護(hù)、壩基橋基錨固等工程中。隨著時(shí)間的推移,由于礦物的不斷開采、地質(zhì)條件的變化等因素,圍巖的穩(wěn)定性會(huì)發(fā)生改變,進(jìn)而造成錨桿錨固失效,引起巷道的坍塌,這就需要及時(shí)的調(diào)整支護(hù)設(shè)計(jì),以適應(yīng)變化的圍巖條件,因此對(duì)錨桿支護(hù)的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)成為關(guān)鍵,其中對(duì)錨桿的軸力監(jiān)測(cè)是非常重要的內(nèi)容。在分析了國內(nèi)外錨桿軸力監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)狀后,本文根據(jù)目前監(jiān)測(cè)裝置的不足,提出了一種利用聲激勵(lì)對(duì)錨桿軸力進(jìn)行無損監(jiān)測(cè)的裝置和方法,即利用聲固耦合和聲譜分析,通過人耳來聽取聲音的大小和頻率,來判斷錨桿所承受軸力的大小。首先理論分析,為實(shí)現(xiàn)對(duì)錨桿軸力的監(jiān)測(cè),根據(jù)含有預(yù)應(yīng)力的端錨錨桿的受力狀態(tài),從薄板的振動(dòng)理論和預(yù)應(yīng)力與模態(tài)的關(guān)系理論進(jìn)行了分析,輔以聲學(xué)部分的相關(guān)理論,為監(jiān)測(cè)原理的實(shí)現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ)。然后提出方案,為實(shí)現(xiàn)錨桿軸力的監(jiān)測(cè),根據(jù)錨桿的應(yīng)用特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合,設(shè)計(jì)出了三種方案模型,分別對(duì)三種方案在力學(xué)、模態(tài)和聲場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算和分析,得出了方形錨桿軸力監(jiān)測(cè)裝置為最佳方案。最后分析組成部件,為研究監(jiān)測(cè)裝置的各組成零部件的參數(shù)對(duì)性能的影響,對(duì)支撐柱進(jìn)行了壓桿穩(wěn)定性的計(jì)算,對(duì)壓板的厚度變化,承載體的尺寸變化,共振板的厚度、尺寸、材料的不同,分別進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和分析。本文提出了一種利用聲激勵(lì)實(shí)現(xiàn)錨桿軸力監(jiān)測(cè)的裝置和方法,首先在理論上進(jìn)行了分析,實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)原理在理論上的可行性研究;然后使用ANSYS和Virtual.Lab Acoustics軟件進(jìn)行仿真計(jì)算,從模擬仿真的方面進(jìn)行分析,仿真計(jì)算的結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求,所以研究表明該方法可行有效。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD353.6

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本文編號(hào)：1263563