基于自动超声检测信息的损伤管道完整性分析研究

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1、硕士学位论文基于自动超声检测信息的损伤管道完整性分析研究RESAEARCHOFDAMAGEDPIPELINEINTEGRITYANALYSISBASEDONAUTOMATICULTRASONICDETECTIONINFORMATION陈冰哈尔滨工业大学2011年6月国内图书分类号：TH17学校代码：10213国际图书分类号：621.6密级：公开工学硕士学位论文基于自动超声检测信息的损伤管道完整性分析研究硕士研究生：陈冰导师：白桦副教授申请学位：工学硕士学科：机械设计及理论所在单位：机电工程学院答辩日期：20

2、11年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH17U.D.C:621.6DissertationfortheMaster'sDegreeinEngineeringRESAEARCHOFDAMAGEDPIPELINEINTEGRITYANALYSISBASEDONAUTOMATICULTRASONICDETECTIONINFORMATIONCandidate：ChenBingSupervisor：AssociateProf.BaiHuaAcademicDegreeAppliedfo

3、r：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalDesignandTheoryAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：June,2011Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要市政供水管道系统作为现代城市生存和发展的重要基础设施，其运行的可靠、安全与否直接关系着城市体系的正常运转和安全，影响着

4、人民的正常生活与生产活动。保障供水系统的安全和可靠性，需要积极准确地检测管道的损伤状况并对其进行完整性分析。因此，研究管道损伤区域的超声自动数据采集系统以及进行基于损伤区域三维数据信息的损伤管道完整性分析具有重要意义。鉴于超声波技术独特的检测优点和管道损伤区域的特点，本文通过对超声检测原理和方法的研究，确定了超声自动检测系统的设计方案。在此基础上，选择和调试了系统所需的硬件设备，开发了自动超声检测系统软件，并将超声采集系统和自动化设备搭接实现对损伤区域各个损伤点的厚度和位置信息的检测。为了验证超声自动检测系

5、统的功能和检测能力，本文结合理论和实验研究，确定了实验的测试方法，设计多个实验来考察检测系统的可靠性和效率，并完成对损伤管道实际样件三维数据信息的采集。基于管道的失效判据理论确定出管道完整性分析的指标，在对埋地管道力学性能分析的基础上，实现埋地供水损伤管道的完整性分析。通过对土体本构模型的理论分析，构建适合供水管道的土体模型。基于超声自动检测系统采集的损伤区域三维数据信息，建立损伤管道的实体模型。在此基础上，建立管土相互作用模型。结合埋地管道受载特点，运用ABAQUS软件完成典型作用载荷有限元分析，进行不同

6、损伤位置、数量下的损伤管道的完整性分析。关键词：超声自动检测；三维数据；损伤管道；管土相互作用；完整性分析-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsanimportantinfrastructureinmoderncities,municipalpipelinesystemsarethelifelineofcitiesexistenceanddevelopment.Itsreliabilitydirectlyaffectsthenormallivingandsecurityofurbansys

7、tems.It’snecessarytodetectthedamageandtoanalyzetheintegrityofpipelinesoastoguaranteethesecurityandreliabilityofwatersystem.Therefore,itismeaningfultoresearchtheultrasonicautomaticdataacquisitionsystemforthedamageandtoanalyzetheintegrityofdamagedpipelinebas

8、edonthree-dimensionaldataofdamage.Basedontheadvantageofultrasonictechnologyandthecharacterofdamage,thedesignplanofultrasonicautomaticdetectionsystemisdeterminedfromthetheoryandmethodsultrasonicdetection.Thepr