基于声波CT和应变模态结合的结构损伤诊断方法研究

摘要

目前工程领域常用的结构损伤检测方法很多,其中声波CT检测技术和应变模态技术以其自身的优势被广泛研究。但由于实际结构工程的庞大性和复杂性,将声波CT和应变模态技术应用到实际工程中还存在一定的难度。本文通过有限元分析和试验研究验证了声波CT法和应变模态法进行损伤诊断的可行性和实用性,进行的主要工作有以下几个方面:
　　(1)介绍了基于声波 CT进行混凝土结构检测的理论基础,检测思路和技术,对常用成像反演算法进行了归纳总结,为后续的试验研究提供依据。
　　(2)通过声波 CT检测对预制缺陷的混凝土模型、加重橡胶模型和混凝土块结构进行损伤定位和程度评估分析,结合理论和测试经验总结了实践CT检测方法的关键技术,并进一步将声波CT检测技术应用到天津港码头的质量检测中。
　　(3)理论分析了应变模态对结构损伤的敏感性和应变模态正交性,总结了现有的应变类结构损伤评估指标。通过ANSYS有限元软件对不同损伤工况下混凝土简支梁进行数值模拟计算,分析了应变模态对结构不同大小和位置损伤的敏感变化程度;采用动态测试方法测得加重橡胶悬臂梁模型在锤击激励下的应变响应,利用STD方法识别应变模态参数,继而依据完好和损伤时的参数并结合有限元分析结果识别结构的损伤位置及大小。
　　(4)从实际运用角度着手,在上文试验研究的基础上,提出了基于声波CT和应变模态结合的损伤诊断方法。

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第一章 绪论

1.1结构损伤诊断的意义

1.2 结构损伤诊断研究现状

1.3 本文主要工作内容

第二章 基于声波CT的结构损伤检测理论与方法

2.1 CT概述

2.2 CT检测技术的基本原理和方法

2.3 声波CT走时重建算法

2.4 本章小结

第三章 基于声波CT的结构损伤诊断试验研究

3.1声波CT测试设备及流程

3.2混凝土模型的声波CT测试研究

3.3声波CT检测关键技术

3.4天津港码头面板局部区域的声波CT测试研究

3.5本章小结

第四章 基于应变模态的结构损伤诊断方法研究

4.1基于应变模态的结构损伤诊断理论和方法

4.2应变模态的获取

4.3混凝土简支梁的应变模态特性研究

4.4加重橡胶悬臂梁损伤识别

4.5 本章小结

第五章 基于声波CT和应变模态结合的结构损伤诊断理论

5.1 水工结构损伤诊断研究现状

5.2 声波CT和应变模态结合的结构损伤诊断方法

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢