内埋式声发射传感器及在混凝土冻融损伤监测中的应用
发布时间：2021-11-10 20:45
在高纬度、高海拔的寒冷地区,混凝土结构普遍存在冻融破坏现象,冻融损伤不仅降低混凝土结构的力学性能,而且缩短其使用寿命,甚至对人民生命财产安全造成极大的威胁,因此必须对混凝土结构运营状况进行监检测以确保其安全服役。目前的检测手段不仅需要人工定时定量检测,而且难以提供混凝土结构整个监测过程的有效信息,尤其是难以实现对冻融损伤的定位判断,更无法反映混凝土结构缺陷变化的真实情况,造成人力与物力资源上的浪费。本文通过研究制备内埋式声发射传感器,采用声发射技术对混凝土材料的冻融损伤进行实时监测,运用传统表征方法和声发射分析方法对试件梁的冻融损伤演化进行分析,利用声发射特征参数对混凝土的冻融损伤进行表征,验证声发射技术在混凝土冻融损伤监测上的可行性,为实际的工程应用提供新方法。本论文的主要成果如下:（1）研究了三种背衬层对外贴式声发射传感器的影响。与参考传感器相比,制备的传感器均具有接收性能好、频率响应范围宽、准确性和灵敏度较高的特点。在模拟试验中,含钨粉/环氧背衬层的传感器具有信号衰减能力强,频响范围最宽,更适合应用于嘈杂环境中材料结构的实时监测与缺陷评估。（2）以2-2型压电复合材料为核心元件,...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
声发射技术的原理演示图
内埋式声发射传感器及在混凝土冻融损伤监测中的应用4用途。0250500-0.50-0.250.000.25突发型波形信号电压/mV时间/ms(a)-2000200-0.02-0.010.000.010.02电压/mV时间/ms连续型波形信号(b)图1.2（a）突发型信号（b）连续型信号图1.3声发射波形中特征参数定义图表1.1声发射特征参数表参数含义特点与用途撞击（Hit）和撞击计数超过门槛并使某一通道获取数据的任何信号称之为一个撞击。所测得的撞击个数，可分为总计数、计数率反映声发射活动的总量和频度，常用于声发射活动性评价事件计数产生声发射的一次材料局部变化称之为一个声发射事件。可分为总计数、计数率。一阵列中，一个或几个撞击对应一个事件反映声发射事件的总量和频度，用于源的活动性和定位集中度评价计数越过门槛信号的振荡次数，可分为总计数和计数率信号处理简便，适于两类信号，又能粗略反映信号强度和频度，因而广泛用于声发射活动性评价，但受门槛值大小的影响幅度信号波形的最大振幅值，通常用dBae与事件大小有直接的关系，不受门槛的
2.3 外贴式声发射传感器的制备与性能研究 2.3.1 传感元件 锆钛酸铅压电陶瓷（PZT）由于其优越的压电性能、介电性能以及较高的居里温度等特点，在传感器领域得到快速发展与应用。其中， PZT-5 压电陶瓷又因其压电应变常数大的特点，常常被用于接收型换能器的核心元件。 采用精细切割机将 PZT 陶瓷切割成尺寸为 8×8×8mm 立方体，作为声发射传感器的传感元件，其实物图如图 2.1 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]带裂缝混凝土轴拉力学性能及Kaiser效应试验研究[J]. 胡钰泉,胡少伟,黄逸群. 水利水运工程学报. 2019(03)
[2]火灾下钢-混凝土组合楼盖的声发射监测及分析[J]. 张建春,张大山,董毓利,王卫华,卢鑫. 华侨大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]Coupling Mechanism of Saturated Concrete Subjected to Simultaneous Fatigue Loading and Freeze-thaw Cycles[J]. 乔运峰,孙伟,JIANG Jinyang,PAN Dongfang. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2018(05)
[4]岩石声发射信号处理方法及频谱分析研究[J]. 王创业,常新科,杜晓娅. 化工矿物与加工. 2019(06)
[5]基于完整性管理的石化储罐预防检测研究[J]. 刘凯. 中国石油和化工标准与质量. 2018(15)
[6]XLPE电力电缆接头缺陷检测关键技术分析与展望[J]. 曹俊平,蒋愉宽,王少华,周象贤,李特,周路遥,杨勇. 高压电器. 2018(07)
[7]再生混凝土发展现状及性能研究[J]. 刘坚,吴城斌. 混凝土. 2018(06)
[8]浅析中国土木工程无损检测技术的发展[J]. 范卫红. 价值工程. 2018(17)
[9]声发射技术在混凝土空心板桥裂缝检测中的应用[J]. 李胜利,石鸿帅,毋光明,王东炜. 桥梁建设. 2017(05)
[10]桥梁混凝土结构冻融耐久性无损检测评定[J]. 赵尚传,鲁亚斌. 中国公路. 2017(10)
博士论文
[1]基于声发射技术的钢筋混凝土损伤识别与劣化评价[D]. 陈忠购.浙江大学 2018
[2]不同饱水度砼在冻融与疲劳耦合作用下的损伤劣化与寿命预测[D]. 乔运峰.东南大学 2018
[3]混凝土损伤检测声发射技术应用研究[D]. 张力伟.大连海事大学 2012
硕士论文
[1]非自燃煤矸石混凝土在冻融硫酸盐侵蚀下的耐久性研究[D]. 袁猛.中国矿业大学 2019
[2]基于核磁共振技术的混凝土干湿—冻融循环破坏研究[D]. 杨耀.哈尔滨工业大学 2019
[3]基于变形的混凝土受冻损伤评价研究[D]. 高金麟.哈尔滨工业大学 2019
[4]火灾下地下钢筋混凝土板柱结构冲切破坏的声发射研究[D]. 卢鑫.华侨大学 2019
[5]基于声发射技术的混凝土材料损伤识别协同分析[D]. 李建涛.新疆大学 2019
[6]基于声发射技术的节段预制胶拼混凝土梁损伤识别研究[D]. 彭加欣.北京交通大学 2019
[7]基于疲劳累积损伤理论的纳米混凝土冻融损伤模型研究[D]. 冉毅.沈阳大学 2018
[8]冻融循环及硫酸盐侵蚀对混凝土力学性能的影响研究[D]. 缑彦强.西安理工大学 2018
[9]基于声发射的衬砌混凝土损伤力学模型及数值模拟[D]. 李潜涛.沈阳工业大学 2018
[10]钢筋混凝土简支梁破坏全过程声发射特性研究[D]. 王少帅.北京交通大学 2018
本文编号：3487920
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
声发射技术的原理演示图
内埋式声发射传感器及在混凝土冻融损伤监测中的应用4用途。0250500-0.50-0.250.000.25突发型波形信号电压/mV时间/ms(a)-2000200-0.02-0.010.000.010.02电压/mV时间/ms连续型波形信号(b)图1.2（a）突发型信号（b）连续型信号图1.3声发射波形中特征参数定义图表1.1声发射特征参数表参数含义特点与用途撞击（Hit）和撞击计数超过门槛并使某一通道获取数据的任何信号称之为一个撞击。所测得的撞击个数，可分为总计数、计数率反映声发射活动的总量和频度，常用于声发射活动性评价事件计数产生声发射的一次材料局部变化称之为一个声发射事件。可分为总计数、计数率。一阵列中，一个或几个撞击对应一个事件反映声发射事件的总量和频度，用于源的活动性和定位集中度评价计数越过门槛信号的振荡次数，可分为总计数和计数率信号处理简便，适于两类信号，又能粗略反映信号强度和频度，因而广泛用于声发射活动性评价，但受门槛值大小的影响幅度信号波形的最大振幅值，通常用dBae与事件大小有直接的关系，不受门槛的
2.3 外贴式声发射传感器的制备与性能研究 2.3.1 传感元件 锆钛酸铅压电陶瓷（PZT）由于其优越的压电性能、介电性能以及较高的居里温度等特点，在传感器领域得到快速发展与应用。其中， PZT-5 压电陶瓷又因其压电应变常数大的特点，常常被用于接收型换能器的核心元件。 采用精细切割机将 PZT 陶瓷切割成尺寸为 8×8×8mm 立方体，作为声发射传感器的传感元件，其实物图如图 2.1 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]带裂缝混凝土轴拉力学性能及Kaiser效应试验研究[J]. 胡钰泉,胡少伟,黄逸群. 水利水运工程学报. 2019(03)
[2]火灾下钢-混凝土组合楼盖的声发射监测及分析[J]. 张建春,张大山,董毓利,王卫华,卢鑫. 华侨大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]Coupling Mechanism of Saturated Concrete Subjected to Simultaneous Fatigue Loading and Freeze-thaw Cycles[J]. 乔运峰,孙伟,JIANG Jinyang,PAN Dongfang. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2018(05)
[4]岩石声发射信号处理方法及频谱分析研究[J]. 王创业,常新科,杜晓娅. 化工矿物与加工. 2019(06)
[5]基于完整性管理的石化储罐预防检测研究[J]. 刘凯. 中国石油和化工标准与质量. 2018(15)
[6]XLPE电力电缆接头缺陷检测关键技术分析与展望[J]. 曹俊平,蒋愉宽,王少华,周象贤,李特,周路遥,杨勇. 高压电器. 2018(07)
[7]再生混凝土发展现状及性能研究[J]. 刘坚,吴城斌. 混凝土. 2018(06)
[8]浅析中国土木工程无损检测技术的发展[J]. 范卫红. 价值工程. 2018(17)
[9]声发射技术在混凝土空心板桥裂缝检测中的应用[J]. 李胜利,石鸿帅,毋光明,王东炜. 桥梁建设. 2017(05)
[10]桥梁混凝土结构冻融耐久性无损检测评定[J]. 赵尚传,鲁亚斌. 中国公路. 2017(10)
博士论文
[1]基于声发射技术的钢筋混凝土损伤识别与劣化评价[D]. 陈忠购.浙江大学 2018
[2]不同饱水度砼在冻融与疲劳耦合作用下的损伤劣化与寿命预测[D]. 乔运峰.东南大学 2018
[3]混凝土损伤检测声发射技术应用研究[D]. 张力伟.大连海事大学 2012
硕士论文
[1]非自燃煤矸石混凝土在冻融硫酸盐侵蚀下的耐久性研究[D]. 袁猛.中国矿业大学 2019
[2]基于核磁共振技术的混凝土干湿—冻融循环破坏研究[D]. 杨耀.哈尔滨工业大学 2019
[3]基于变形的混凝土受冻损伤评价研究[D]. 高金麟.哈尔滨工业大学 2019
[4]火灾下地下钢筋混凝土板柱结构冲切破坏的声发射研究[D]. 卢鑫.华侨大学 2019
[5]基于声发射技术的混凝土材料损伤识别协同分析[D]. 李建涛.新疆大学 2019
[6]基于声发射技术的节段预制胶拼混凝土梁损伤识别研究[D]. 彭加欣.北京交通大学 2019
[7]基于疲劳累积损伤理论的纳米混凝土冻融损伤模型研究[D]. 冉毅.沈阳大学 2018
[8]冻融循环及硫酸盐侵蚀对混凝土力学性能的影响研究[D]. 缑彦强.西安理工大学 2018
[9]基于声发射的衬砌混凝土损伤力学模型及数值模拟[D]. 李潜涛.沈阳工业大学 2018
[10]钢筋混凝土简支梁破坏全过程声发射特性研究[D]. 王少帅.北京交通大学 2018
本文编号：3487920
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