局部不均匀混凝土热传导特性研究

发布时间：2024-03-20 18:56

　　水泥混凝土是水泥、骨料、砂和水的拌合物,具有强度高、可塑性好等优良性能,在土木建筑工程中得到广泛应用。宏观上可以将混凝土看作是均匀的人造建筑材料,但当其配合比、搅拌、施工或养护不合理时,易出现局部蜂窝、离析、松散、孔洞等缺陷,严重影响其力学性能的发挥,甚至威胁到建筑物的安全。因此,如何运用各种检测方法来判断混凝土内部缺陷的性质和规模受到广泛关注和重视,目前比较成熟的无损检测方法有超声波法、地质雷达法等。通常,同一性质混凝土的导热系数应为一定值,若存在缺陷,必然会影响局部热量的传递,通过混凝土内部热扩散并在其表面表现出来。因此研究局部不均匀混凝土的热传导特性,可以为利用红外热像技术检测混凝土表面温度推测内部均匀性提供理论支持,在实际工程上也有一定应用价值。本文主要研究几种常见缺陷混凝土热传导特性,建立了不同性质、不同大小、不同形状、不同埋深等多种数学模型,运用ANSYS有限元分析软件进行内部温度场和表面温度场的数值模拟,分析混凝土自身红外辐射—表面温度—材料特性三者间的内在关系,结合物理模型的实测数据分析,综合归纳不均匀混凝土的表面温度异常规律。数值模拟和物理模拟研究表明:含气缺陷对混凝...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
    1.3 主要研究内容
第二章 混凝土热传递基本规律
    2.1 热传递基本方式
        2.1.1 热传导
        2.1.2 对流与辐射
        2.1.3 导热基本概念
        2.1.4 导热微分方程及其定解条件
    2.2 混凝土的热学性质
    2.3 不均匀混凝土热学性质
    2.4 本章小结
第三章 ANSYS workbench有限元数值模拟及分析
    3.1 有限元基本原理
    3.2 三维稳态热传导有限元的方程
    3.3 三维瞬态热传导有限元方程
    3.4 局部不均匀混凝土温度场有限元数值模拟
        3.4.1 数学模型的建立
        3.4.2 有限元计算过程
        3.4.3 模拟求解过程
        3.4.4 边界条件对混凝土传热的影响
    3.5 局部不均匀混凝土表面温度场模拟分析
        3.5.1 不同性质
        3.5.2 不同大小
        3.5.3 不同形状
        3.5.4 组合缺陷
    3.6 本章小结
第四章 物理模型红外测试分析
    4.1 红外热成像检测的基本原理与检测仪器
    4.2 物理模型设计与制作
        4.2.1 物理模型设计
        4.2.2 模型制作与测试
    4.3 实测成果与分析
        4.3.1 不同形状(模型一)
        4.3.2 不同性质(模型二)
        4.3.3 不同深度(模型三)
    4.4 红外热成像检测影响因数分析
    4.5 本章小结
第五章 红外热成像法在土木工程中的应用研究
    5.1 空鼓
    5.2 裂缝
    5.3 建筑气密性
    5.4 路面积水
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录 A 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单
致谢



本文编号：3933150