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基于ANSYS的锚杆质量无损检测数值方法研究

发布时间:2018-08-08 14:33
【摘要】:无损检测技术已在各个领域中得到广泛的应用。无损检测技术应用在锚杆锚固领域中,和以往的破坏性检测不同,不需要破坏锚固结构就能很好的检测到锚杆锚固的特性。应力波反射法检测锚杆是一种实用性较强的锚杆锚固质量无损检测方法,本文使用该方法检测锚杆锚固的质量,主要进行了以下内容的研究: (1)阐述应力波反射法的可行性,利用应力波反射法能够检测锚杆锚固系统的质量。 (2)利用实验室自行开发的嵌入式的锚杆锚固无损检测设备对实验室中的锚杆锚固模型进行无损检测,利用小锤敲击锚杆顶端(锚头)产生应力波,嵌入式锚杆无损检测设备能够有效的检测到锚杆锚固中的小锤敲击信号,而后利用相关算法对接收到的波形信号做相关分析,得出信号处理后的波形,从波形中很好的反映了信号的特性,并且能够清晰的找出应力波的反射时刻。 (3)利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了裸杆、带锚固锚杆和缺陷锚杆锚固模型,对加载载荷和边界条件后的数值模型进行求解分析,与试验波形进行对比分析,结果表明利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA能够较好的模拟锚杆的应力波无损检测过程,模拟结果和实验结果基本吻合,应力波在锚固上下界面、缺陷上下界面反射位置清晰可见,利用公式能够准确的计算出锚杆长度、锚固长度和缺陷的所在位置,数值模拟的应力波反射位置和缺陷位置基本符合试验结果。 (4)进一步利用ANSYS/LS-DYNA模拟设计了4m锚杆的数值模型,在锚固中,缺陷位置不同时,得出应力波的反射波形,不同锚杆长度时的应力波反射波形,计算结果表明缺陷的位置和原本设计的缺陷位置符合程度高。
[Abstract]:Nondestructive testing technology has been widely used in various fields. Non-destructive testing (NDT) technology is used in the field of bolt Anchorage. Different from the previous destructive testing, the characteristics of Anchorage can be well detected without destroying the Anchorage structure. The stress wave reflection method is a practical nondestructive testing method for bolt anchoring quality. The main contents are as follows: (1) the feasibility of stress wave reflection method is expounded. The stress wave reflection method can be used to detect the quality of anchor system. (2) Non-destructive testing equipment developed by the laboratory is used to test the anchoring model in laboratory. Stress wave is generated by hammer-percussion on the top of anchor rod (anchor head). Embedded anchor nondestructive testing equipment can effectively detect the hammer knock signal in anchor bolt, and then use correlation algorithm to analyze the received waveform signal. The waveform after signal processing can reflect the characteristics of the signal, and the reflection time of the stress wave can be clearly found. (3) the bare rod is established by using the finite element analysis software ANSYS/LS-DYNA. The anchoring model with anchoring rod and defective anchor rod is solved and analyzed after loading load and boundary condition, and compared with the test waveform. The results show that the finite element analysis software ANSYS/LS-DYNA can well simulate the stress wave nondestructive testing process of the anchor rod. The simulation results are in good agreement with the experimental results. The stress wave is in the upper and lower interface of the anchor, and the reflection position of the upper and lower interface of the defect is clearly visible. The length of anchor rod, the length of anchor and the position of defect can be calculated accurately by using the formula. The reflected position of the stress wave and the position of the defect in the numerical simulation basically accord with the test results. (4) the numerical model of the 4m bolt is designed by using ANSYS/LS-DYNA simulation. In the anchoring, the reflection waveform of the stress wave is obtained at different position of the defect. The results show that the positions of the defects are in good agreement with the original designed ones.
【学位授予单位】:石家庄铁道大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU47;TB302.5

【参考文献】

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本文编号:2172089

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