【摘要】：建筑材料在整個工程中扮演著重要的角色,從材料性質(zhì)上可分為金屬類(以鋼管、鋼板為代表)和非金屬類(以混凝土為代表);從形態(tài)上可分為線狀材料如鋼管,板狀材料如鋼板和噴射混凝土,體狀材料如塔吊和混凝土結(jié)構(gòu)等。對上述幾種材料的無損檢測方法雖然很多,但判斷一種方法的優(yōu)劣主要看其檢測結(jié)果是否正確;其次則要考慮是否容易實現(xiàn)。本文根據(jù)一維應(yīng)力波理論和平面薄板中應(yīng)力波傳播理論,分別建立了不同工況下的室內(nèi)模型試驗;采用utekl動態(tài)信號采集儀采集試驗數(shù)據(jù),并應(yīng)用Matlab軟件重現(xiàn)振動波形,再利用小波的多分辨率分析和長度分形維方法提取分析真實的信息,最后再對比分析不同工況下模型的動態(tài)響應(yīng)信號,由此建立了幾種形態(tài)材料無損檢測的測試和評價機制。本文主要對以下幾個方面進行了研究:(1)在前人的理論研究基礎(chǔ)上,分析一維應(yīng)力波傳播理論和平面薄板中應(yīng)力波傳播理論,為后期室內(nèi)模型試驗的建立提供理論依據(jù);(2)根據(jù)應(yīng)力波在介質(zhì)中傳播規(guī)律和應(yīng)力波能量機制的分析,結(jié)合本文所研究內(nèi)容,總結(jié)了應(yīng)力波傳播能量衰減形式和總衰減系數(shù)與主頻率之間的關(guān)系,為后續(xù)試驗設(shè)計及結(jié)果分析提供了分析方法;(3)針對金屬類材料的無損檢測,以鋼管為代表,在實驗室內(nèi)設(shè)計了不同工況下的鋼管模型,即不同長度兩端自由鋼管模型和經(jīng)銹蝕除銹、損傷后的不同長度鋼管模型,分別對不同工況下的測試結(jié)果進行提取分析;(4)針對非金屬類材料的無損檢測,以普通混凝土薄板為代表,在實驗室內(nèi)設(shè)計了不同強度等級的試驗?zāi)Ｐ?并測試了不同工況下的混凝土薄板動態(tài)響應(yīng)曲線;(5)運用Matlab軟件重現(xiàn)振動波形,再利用小波的多分辨率分析和長度分形維方法,對室模型試驗進行了對比分析和計算,建立了振動波形與各個工況參數(shù)之間的關(guān)系,得到了能夠表征對材料無損檢測的幾個重要參數(shù),即小波分量頻譜圖、主頻率值、首波整周期和能量總衰減系數(shù)。
[Abstract]:Building materials play an important role in the whole project. They can be divided into metal (steel pipe, steel plate) and non-metal (represented by concrete) in terms of material properties. It can be divided into linear material such as steel tube, plate material such as steel plate and shotcrete, body material such as tower crane and concrete structure. Although there are many nondestructive testing methods for the above mentioned materials, judging the merits of a method mainly depends on whether the test results are correct or not. Secondly, it is necessary to consider whether it is easy to realize. Based on the theory of one-dimensional stress wave and the theory of propagation of stress wave in plane thin plate, the indoor model tests under different working conditions are established in this paper. The utekl dynamic signal acquisition instrument is used to collect the test data and the Matlab software is used to reproduce the vibration waveform. The real information is extracted by using the wavelet multi-resolution analysis and the length fractal dimension method. Finally, the dynamic response signals of the model under different working conditions are compared and analyzed, and the testing and evaluation mechanisms of several kinds of nondestructive testing for morphological materials are established. This paper mainly studies the following aspects: (1) based on the previous theoretical research, the one-dimensional stress wave propagation theory and the stress wave propagation theory in the plane thin plate are analyzed, which provides the theoretical basis for the establishment of the later indoor model test; (2) according to the analysis of stress wave propagation law and stress wave energy mechanism in medium, combined with the research content of this paper, the relationship between stress wave propagation energy attenuation form and total attenuation coefficient and main frequency is summarized. It provides an analytical method for the design of the subsequent test and the analysis of the results. (3) aiming at the nondestructive testing of metal materials, the model of steel pipe under different working conditions is designed in the laboratory, that is, the model of free steel pipe with different lengths and the model of steel pipe of different length after rust removal and damage. The test results under different working conditions were extracted and analyzed respectively. (4) aiming at the nondestructive testing of nonmetallic materials, the test models of different strength grades are designed in the laboratory, and the dynamic response curves of concrete thin plates under different working conditions are tested. (5) using the Matlab software to reproduce the vibration waveform, and then using the wavelet multi-resolution analysis and length fractal dimension method, the comparative analysis and calculation of the chamber model test are carried out, and the relationship between the vibration waveform and the parameters of each working condition is established. Several important parameters which can be used to characterize the nondestructive testing of materials are obtained, which are the wavelet component spectrum, the main frequency value, the first wave integral period and the total attenuation coefficient of energy.
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU317

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本文編號：2309003