不同结构构件的动力响应检测方法

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1、致谢本文是在指导老师杨健辉教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。回顾三年的研究生学习生涯，导师杨健辉严肃的科学态度，严谨的治学精神，一丝不苟的工作作风，深深地感染和激励着我，使我终生受益。在本文研究过程中，导师杨健辉多次询问研究进程，常常亲身来到实验室为我指点迷津，开拓思路，热忱鼓励。同时在思想和生活上给予了我无微不至的关怀，在此谨向导师致以诚挚的谢意和深深的祝福！在此，我还要特别感谢后勤集团总经理熊政专老师、土木学院余永强院长、王辉老师和周淼老师在我做试验过程中提供的便利条件与帮助。感谢我的师兄师弟、师妹们，他们在我做试验过程中给予了我

2、极大的帮助。感谢我室友们，给我营造了一个如家一般温暖的宿舍环境，我会永远记住我们在一起生活的日子！特别感谢我的父母，是他们无私的支持我的学业，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我终身最大的心愿！感谢本文所参考和引用的所有文献作者，他们的心血和研究成果也促进了本论文的完成。最后感谢各位专家、教授在百忙中对论文的审阅和指正。摘要建筑材料在整个工程中扮演着重要的角色，从材料性质上可分为金属类(以钢管、钢板为代表)和非金属类(以混凝土为代表)；从形态上可分为线状材料如钢管，板状材料如钢板和喷射混凝土，体状材料如塔吊和混凝土结构等。对上述几

3、种材料的无损检测方法虽然很多，但判断一种方法的优劣主要看其检测结果是否正确；其次则要考虑是否容易实现。本文根据一维应力波理论和平面薄板中应力波传播理论，分别建立了不同工况下的室内模型试验；采用utekl动态信号采集仪采集试验数据，并应用Matlab软件重现振动波形，再利用小波的多分辨率分析和长度分形维方法提取分析真实的信息，最后再对比分析不同工况下模型的动态响应信号，由此建立了几种形态材料无损检测的测试和评价机制。本文主要对以下几个方面进行了研究：(1)在前人的理论研究基础上，分析一维应力波传播理论和平面薄板中应力波传播理论，为后期室

4、内模型试验的建立提供理论依据；(2)根据应力波在介质中传播规律和应力波能量机制的分析，结合本文所研究内容，总结了应力波传播能量衰减形式和总衰减系数与主频率之间的关系，为后续试验设计及结果分析提供了分析方法；(3)针对金属类材料的无损检测，以钢管为代表，在实验室内设计了不同工况下的钢管模型，即不同长度两端自由钢管模型和经锈蚀除锈、损伤后的不同长度钢管模型，分别对不同工况下的测试结果进行提取分析；(4)针对非金属类材料的无损检测，以普通混凝土薄板为代表，在实验室内设计了不同强度等级的试验模型，并测试了不同工况下的混凝土薄板动态响应曲线；(

5、5)运用Matlab软件重现振动波形，再利用小波的多分辨率分析和长度分形维方法，对室模型试验进行了对比分析和计算，建立了振动波形与各个工况参数之间的关系，得到了能够表征对材料无损检测的几个重要参数，即小波分量频谱图、主频率值、首波整周期和能量总衰减系数。关键词：无损检测；钢管；钢板；混凝土薄板；小波分析；分形维；频谱图；能量衰减系数；主频率值；MatlabIIIAbstractBuildingmaterialsplayanimportantroleinthewholeproject,itcanbedividedintometals(r

6、epresentedbysteeltube,steelplate)andnon-metallic(asrepresentedinconcrete)fromthematerialproperties;Fromtheshapecanbedividedintolinearmaterialssuchassteel,plate-likematerialssuchassteelandshotcrete,bulkmaterialssuchascranesandconcretestructure.Therehavebeenusedinnon-dest

7、ructivetestingmethodoftheseveralmaterials,butitmainlytoseetheirtestresultsisawayofjudgingthemerits;Thesecondistoconsiderwhethereasytoimplement.Inthispaperbasedontheone-dimensionalplanestresswavetheoryandthetheoryofstresswavepropagationinthin,itisestablishedindoormodelte

8、stdifferentworkingconditions.Itisthatcollectingtestdatabyusingtheutekldynamicsignalacquisitioninstrument,using