本文關(guān)鍵詞：聲激勵錨桿軸力監(jiān)測裝置設(shè)計原理與方法研究

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【摘要】：本文旨在研究一種錨桿軸力監(jiān)測裝置。錨桿支護作為巖土錨固技術(shù)的重要方式,由于其對巷道圍巖的強化,顯著提高了圍巖的穩(wěn)定性,加上它具有支護成本低、勞動強度低、明顯改善作業(yè)環(huán)境和安全生產(chǎn)條件等優(yōu)點,目前已成為世界各國礦井巷道的主要支護形式,同時也廣泛應(yīng)用在邊坡穩(wěn)定、深基坑維護、隧道及洞體支護、壩基橋基錨固等工程中。隨著時間的推移,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)定性會發(fā)生改變,進而造成錨桿錨固失效,引起巷道的坍塌,這就需要及時的調(diào)整支護設(shè)計,以適應(yīng)變化的圍巖條件,因此對錨桿支護的質(zhì)量進行監(jiān)測成為關(guān)鍵,其中對錨桿的軸力監(jiān)測是非常重要的內(nèi)容。在分析了國內(nèi)外錨桿軸力監(jiān)測裝置的現(xiàn)狀后,本文根據(jù)目前監(jiān)測裝置的不足,提出了一種利用聲激勵對錨桿軸力進行無損監(jiān)測的裝置和方法,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,為實現(xiàn)對錨桿軸力的監(jiān)測,根據(jù)含有預(yù)應(yīng)力的端錨錨桿的受力狀態(tài),從薄板的振動理論和預(yù)應(yīng)力與模態(tài)的關(guān)系理論進行了分析,輔以聲學(xué)部分的相關(guān)理論,為監(jiān)測原理的實現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ)。然后提出方案,為實現(xiàn)錨桿軸力的監(jiān)測,根據(jù)錨桿的應(yīng)用特點和應(yīng)用場合,設(shè)計出了三種方案模型,分別對三種方案在力學(xué)、模態(tài)和聲場進行了計算和分析,得出了方形錨桿軸力監(jiān)測裝置為最佳方案。最后分析組成部件,為研究監(jiān)測裝置的各組成零部件的參數(shù)對性能的影響,對支撐柱進行了壓桿穩(wěn)定性的計算,對壓板的厚度變化,承載體的尺寸變化,共振板的厚度、尺寸、材料的不同,分別進行了詳細的計算和分析。本文提出了一種利用聲激勵實現(xiàn)錨桿軸力監(jiān)測的裝置和方法,首先在理論上進行了分析,實現(xiàn)了監(jiān)測原理在理論上的可行性研究;然后使用ANSYS和Virtual.Lab Acoustics軟件進行仿真計算,從模擬仿真的方面進行分析,仿真計算的結(jié)果滿足設(shè)計要求,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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD353.6

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本文編號：1263563