FRP加固鋼梁界面剝離損傷的瑞利波檢測(cè)技術(shù)數(shù)值研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文FRP加固鋼梁界面剝離損傷的瑞利波檢測(cè)技術(shù)數(shù)值研究NUMERICALINVESTIGATIONOFDETECTINGINTERFACIALDEBONDINGINFRPSTRENGTHENEDSTEELBEAMSUSINGRAYLEIGHWAVE李冰成李冰成哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)2014年6月哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要隨著近年來(lái)空間大跨度鋼結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展，因?yàn)樵薪Y(jié)構(gòu)承載力不足而運(yùn)用FRP（Fibe

2、rReinfcedPlastics）加固的鋼結(jié)構(gòu)亦越來(lái)越多，對(duì)大跨度FRP加固鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行界面剝離損傷無(wú)損檢測(cè)，對(duì)于FRP加固鋼結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)維修，保證大型重要鋼結(jié)構(gòu)建筑物加固后的安全性和可靠性具有重要的意義。本文主要研究如何利用瑞利波群速度頻散曲線的變化規(guī)律檢測(cè)出界面剝離損傷長(zhǎng)度。瑞利波在FRP加固鋼梁的表層傳播時(shí)，瑞利波的頻散特性會(huì)發(fā)生變化，瑞利波速度頻散曲線反應(yīng)了瑞利波的頻散特性。為了研究如何利用瑞利波頻散信息進(jìn)行損傷識(shí)別，文中建立了F

3、RP與鋼材二層介質(zhì)的有限元模型，研究了瑞利波在FRP加固鋼梁表面的產(chǎn)生機(jī)理和傳播特性，并從波場(chǎng)快照中識(shí)別出瑞利波，確定了瑞利面波波場(chǎng)數(shù)值模擬各種影響參數(shù)，模擬了FRP加固鋼梁的界面剝離損傷，介紹了求解瑞利波群速度頻散曲線的互相關(guān)分析法。通過(guò)理論公式求出的瑞利波速與有限元模擬出的瑞利波速的對(duì)比驗(yàn)證有限元模擬的準(zhǔn)確性。文中對(duì)全跨FRP加固鋼梁進(jìn)行了二維有限元模擬，分析了剝離損傷和鋼梁裂紋對(duì)瑞利波傳播的影響，進(jìn)行了其對(duì)應(yīng)的瑞利波群速度頻散曲線

4、正演計(jì)算，從中找出了界面剝離損傷與瑞利波群速度頻散曲線變化規(guī)律之間的聯(lián)系。當(dāng)出現(xiàn)界面剝離損傷時(shí)，同一檢波點(diǎn)對(duì)間的瑞利波群速度在一些頻段幅值降低，瑞利波群速度頻散曲線在相應(yīng)頻段內(nèi)呈現(xiàn)向下平移的趨勢(shì)，且界面剝離損傷長(zhǎng)度越大，曲線向下平移量越大；同一結(jié)構(gòu)中不同檢波點(diǎn)對(duì)之間的瑞利波群速度頻散曲線的差異與界面剝離損傷有一定的聯(lián)系。文中使用歐幾里德距離和角分離度度量了頻散曲線間的差異，認(rèn)為當(dāng)兩條曲線的角分離度大于0.9時(shí)，說(shuō)明檢測(cè)過(guò)程采集的數(shù)據(jù)是有