钢筋腐蚀损伤超声导波检测技术.pdf

大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目:—瘟型逸凄囱b握正蔓叁筝鐾毯吏丛包型————一作者签名:丕星笙日期:趁坐年—-_日大连理工大学硕士学位论文摘要钢筋在土木工程建设中发挥着十分重要的作用,它在结构中常做受力构件,承受着巨大的荷载和变形,不可避免的会产生损伤,而这些损伤又十分微小,给检测带来了难度。另外,土木工程结构常处在露天环境中,钢筋锈蚀不可避免,钢筋腐蚀后会造成截面面积减小,强度降低甚至报废,严重的将导致结构倒塌。本文采用超声导波方法对钢筋损伤进行检测并评估,保证钢筋混凝土结构的安全,主要内容如下:首先,利用ANSYS有限元软件对钢筋在不同轴向长度和深度损伤的情况下进行了数值模拟。建立了钢筋缺陷精细化超声导波传播模型,将经过汉宁窗调制的五周期正弦信号作为激励信号,利用ANSYS自带的后处理瞬态力学分析模块进行求解。研究了钢筋不同损伤状态下超声导波传播规律、反射、传递系数与损伤程度的关系。采用小波时频分析方法,得到了不同损伤状态下超声导波传播模态。其次,基于理论数值模拟结果,进行了与数值模拟同损伤钢筋缺陷超声导波试验,得到了其超声导波信号。采用截止频率法对检测信号进行了滤波处理,分析了不同损伤程度与超声导波信号的关系。基于时差定位方法反射与传递系数与损伤程度的关系,确定了钢筋损伤位置和损伤程度。取得了与模拟结果一致性的结论,验证了超声导波检测钢筋损伤的有效性和正确性。最后,针对钢筋混凝土中的腐蚀损伤,应用电化学直流腐蚀方法分别对钢筋混凝土小梁进行加速腐蚀实验,并通过控制腐蚀量来区别不同的试件。对不同的钢筋腐蚀损伤程度进行了超声导波测试,通过腐蚀前后的信号对比,分析不同腐蚀情况下的信号变化,得到信号与腐蚀程度的一一对应关系。为了验证结果的准确性,对腐蚀后不同损伤程度的小梁进行了三点弯曲试验,分析了不同腐蚀状况下小梁的承载力大小变化。以上研究表明,超声导波检测钢筋腐蚀损伤是可行的,能够正确地分析出缺陷的大小、位置与深度,并能对钢筋腐蚀的情况进行检测。本研究对超声导波在钢筋缺陷检测中的应用奠定了较好的基础。关键词:超声导波;钢筋缺陷;数值模拟;,inevitablyitwillproduceinjury,,civilengineeringstructuresoftenintheopen—airenvironment,,steelcorrosionleadtothedecreaseofcross-sectionalarea,thereductioninstrength,,thispaperanalysisthesignalofultraSonicguidedwavedetection,ponentdamage,:Firstly,,takefivecyclesHarmingwindowmodulatedsinewaveasexcitationsignal,exportingthedatausingthe