【摘要】：隨著我國國民經(jīng)濟和交通事業(yè)的飛速發(fā)展,橋梁建設也在大力發(fā)展,在我國基礎建設中占有重要地位。然而,橋梁結構在長期使用過程中,不可避免地要受到車輛荷載與沖擊、人為因素以及自然災害等影響,使得橋梁承載力下降,出現(xiàn)結構損傷,甚至發(fā)生垮塌,危害著人類生存與健康。國內(nèi)外專家學者的大量研究表明:環(huán)境溫度會造成橋梁結構動力特性的顯著變化,并往往掩蓋了損傷對結構動力特性的影響,因此,如何有效剔除環(huán)境溫度對結構動力特性的影響,有效地進行結構損傷識別就顯得尤為重要。本文依托國家自然科學基金項目“考慮溫度效應的橋梁結構模態(tài)參數(shù)識別技術及損傷識別方法研究”,通過對室外鋼筋混凝土簡支梁的試驗監(jiān)測,研究了混凝土簡支梁隨著時間與溫度變化的溫度場分布,并從試驗與理論出發(fā),探討溫度對簡支梁模態(tài)頻率的影響機理,最后,通過概率統(tǒng)計的方法,實現(xiàn)了混凝土簡支梁的損傷識別。本文的主要研究內(nèi)容如下:1、本文介紹了超聲波檢測原理以及超聲波基本參數(shù)等概念,對達到指定控制溫度的混凝土試件進行試驗研究,分析溫度變化對混凝土超聲波參數(shù)的影響。2、研究了混凝土力學性質(zhì)隨溫度的變化規(guī)律,進行了溫度變化對混凝土的動、靜彈性模量和軸心抗壓強度影響試驗,通過數(shù)據(jù)擬合計算得出動、靜彈性模量和軸心抗壓強度隨溫度變化的函數(shù)關系。3、進行了混凝土簡支梁室外模態(tài)試驗,研究分析試驗梁內(nèi)部溫度場隨外界環(huán)境溫度的變化,得到試驗梁前四階頻率與混凝土內(nèi)部溫度分布的關系,將理論與試驗相結合,分析溫度對簡支梁模態(tài)頻率的影響機理。4、提出了一種結合不確定頻率和模態(tài)振型數(shù)據(jù)的概率統(tǒng)計方法,通過比較損傷前后實測的振動數(shù)據(jù),用于結構損傷識別。假定測量的振動數(shù)據(jù)和有限元模型中不確定性的影響包含正態(tài)分布隨機噪聲,利用攝動法計算出結構剛度參數(shù)的均值與協(xié)方差,定義結構構件中的損傷存在概率來識別損傷。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U441
【圖文】：

聲波在固體物質(zhì)中傳播時所發(fā)生的反射研究的一種常用無損檢測方法。超聲波進行能量轉換的傳感器，可分為縱波換進行發(fā)射傳播，發(fā)射換能器以一特定的一個周期內(nèi)，一組超聲波是由不同頻率，而不同頻率的聲波傳播速度各有不同技有限公司的 ZBL-U520 非金屬超聲檢金屬超聲檢測儀采樣周期為0.05-4000μs，動態(tài)范圍為 130db，頻帶寬度為環(huán)境條件。

VT 波波速，km/s；L 為發(fā)射換能器之間的距離，m；T中的傳播速度與混凝土內(nèi)部溫度和本身性質(zhì)有關播速度越慢；混凝土內(nèi)部越均勻密實，超聲波的，即超聲波首波前半個周期的幅值，表示超聲波凝土存在裂縫時，超聲波會發(fā)生反射現(xiàn)象，與完幅會降低。頻率，即超聲波每秒完成周期性變化的振動次數(shù)這些聲波中頻率較大的聲波會先產(chǎn)生衰減現(xiàn)象，距離的增加，頻率較大的聲波會不斷衰減，使得內(nèi)部裂縫越多，超聲波頻率衰減的程度就會越大F0=0.610kHz F=48.83kHz

頻率較大的聲波會不斷衰減，使得內(nèi)部裂縫越多，超聲波頻率衰減的程度就會越大圖 2.3 頻譜圖，超聲波波形通常為衰減的正弦波，如圖 2.4 所當混凝土中存在裂縫時，超聲波會發(fā)生反射等現(xiàn)F0=0.610kHz F=48.83kHz

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本文編號：2759763