用于混凝土钢筋锈蚀监测的压电换能器及超声技术

发布时间：2021-07-21 15:07

　　钢筋混凝土结构在当今建筑工程领域中应用最为广泛。作为基础设施,钢筋混凝土结构应在较长使用期限内能安全承受设计状况,满足设计要求的各项指标,在正常维护条件下具有足够的耐久性。然而,这些土木工程在实际使用期间,由于结构本身缺陷或所处恶劣环境的影响,其使用寿命往往达不到使用年限,其中由钢筋锈蚀引发的混凝土结构破坏的例子比比皆是。钢筋混凝土结构安全可靠与否直接危及国家和人民的生命财产安全,因此对结构进行及时的健康监测在预防结构破坏方面具有重要意义。近年来,智能传感和数据采集分析系统在无损监测领域备受青睐。其中,采用压电陶瓷制备的换能器集驱动与传感于一身,具有线性度好、能耗与成本低、安装使用灵活等诸多优点,它在智能传感系统中扮演着重要的角色。本论文基于上述背景,研究了用于混凝土结构-钢筋锈蚀监测的压电换能器及超声技术。主要研究内容如下:（1）研究了超声导波在钢筋内的纵向模态（L）、扭转模态（T）、弯曲模态（F）。分析了导波的频散现象,基于声发射仪与数值方法得到了不同模态波速与频率之间的关系。结果表明:当声波频率高于200kHz时导波模态增多,当声波频率在80-150kHz时模态最少。（2）设计接... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

混凝土钢筋锈蚀机理模拟图

用于混凝土钢筋锈蚀监测的压电换能器及超声技术并率先研制出了 1-3 型压电换能器。黄世峰、耿学仓、刘殿锋、李邓化等人对 1-3 型电复合材料进行了深入的研究，制备出了应用于不同领域的 1-3 型压电复合材料[66-70]。于 1-3 型压电复合材料具有低密度，高机电耦合系数、高柔顺系数，且声阻抗低、频宽等的特性，是制备接收换能器的理想元件[71-75]。

切波、S 波)，两种波以各自速度传播彼此之间无波形空间有限或两个介质不同，声波在经过界面后，其反射波与透射波以各自不变的速度传播且传播速度只与动本身特性无关，我们称这种波为导波，这种传播载圆柱、壳体等[79]。会受到传播介质的边界条件影响，可能会发生折射、均会发生改变，不在是单一量，被分成为多个不确定之为频散[80-82]。导波发生频散后可分为纵向模态、扭的相速度、群速度、波数等特征值有关。接收到的声波包络上某特征点的传播速度也可是整个波上某相位点的传播速度。相速度和群速度分别以 cg占有重要地位，模拟包络图如图 2.2 所示。一般提到

【参考文献】：
期刊论文
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[3]钢筋混凝土碳化机理及其耐久性问题的研究[J]. 苗利敏,畅志雄,周志军,李小娟,罗耘.  甘肃科技. 2015(02)
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[5]锈蚀钢筋混凝土声发射在线监测试验研究[J]. 虞爱平,赵艳林,王磊.  建筑材料学报. 2014(02)
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[8]多基元压电复合材料的制备及性能[J]. 王丽坤,董天晓,秦雷,王钢.  压电与声光. 2010(03)
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硕士论文
[1]管道超声导波检测的数值模拟和实验研究[D]. 孔双庆.大连理工大学 2011
[2]基于改进交流阻抗法的混凝土内钢筋腐蚀检测研究[D]. 代敏.哈尔滨工业大学 2009



本文编号：3295258