土木工程材料疲勞損傷無線超聲智能檢測與評(píng)價(jià)

內(nèi)容簡介

近年來伴隨著我國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，大批大型土木工程結(jié)構(gòu)建成并投入使用。受諸多因素耦合影響，材料不可避免形成初始缺陷。初始缺陷在極限荷載與惡劣環(huán)境作用下易萌生并累積疲勞損傷，引起結(jié)構(gòu)性能劣化、承載力下降，帶來極端情況下失效的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此疲勞損傷的無線超聲智能檢測和評(píng)估對(duì)于輔助預(yù)警結(jié)構(gòu)失效的潛在風(fēng)險(xiǎn)、保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全有著積極而重要的意義。

本書首先介紹了無線超聲傳感節(jié)點(diǎn)的研發(fā)、性能驗(yàn)證性試驗(yàn)和針對(duì)性建立的采集信號(hào)處理方法。通過研究超聲波信號(hào)不同組分波形特征和產(chǎn)生機(jī)理，并應(yīng)用于兩種典型疲勞損傷的無線超聲智能檢測，結(jié)合疲勞裂紋擴(kuò)展行為研究，提出了基于無線采集信號(hào)特征的疲勞壽命智能預(yù)測方法。本書可供土木工程設(shè)計(jì)、施工、檢測、監(jiān)理人員學(xué)習(xí)使用，也可供科研單位及高等院校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生參考。 2100433B

所謂結(jié)構(gòu)疲勞損傷，是指由于重復(fù)荷載作用而引起的結(jié)構(gòu)材料性能衰減的過程，也就是通常所說的疲勞裂紋的發(fā)生、發(fā)展、形成宏觀裂紋、發(fā)生破壞的全過程。疲勞損傷與普通損傷的最大區(qū)別在于隨著荷載循環(huán)次數(shù)的增加，疲勞中的損傷存在一個(gè)累積的過程。

疲勞損傷(Fatigue Damage，F(xiàn)D)是由于循環(huán)載荷引起的裂紋起始及其持續(xù)擴(kuò)展，這種損傷是一個(gè)累積的過程。

以飛機(jī)為例，與飛機(jī)的使用情況(飛行小時(shí)或起落次數(shù))有關(guān)。必須制訂一個(gè)檢查要求，以保證在由于某種疲勞損傷造成任何飛機(jī)的剩余強(qiáng)度低于允許水平之前，提供探測疲勞損傷的最大可能性。

疲勞損傷評(píng)定應(yīng)考慮：

(1)適用的剩余強(qiáng)度，包括多部位疲勞損傷的影響。

(2)適用的裂紋擴(kuò)展率，包括多部位或多元件疲勞損傷的影響。

(3)與疲勞損傷擴(kuò)展間隔相關(guān)的損傷檢測期。疲勞損傷擴(kuò)展間隔是從首次檢測時(shí)間(門檻值)到所規(guī)定極限尺寸(臨界的)之間的間隔。損傷檢測期隨著所應(yīng)用的檢查方法及檢測概率而變化，并受結(jié)構(gòu)部件或工藝的影響(如密封膠遮蓋住損傷部位)。

(4)檢查方法的檢測標(biāo)準(zhǔn)。

(5)適用的檢查等級(jí)和方法(如目視、無損檢測)，方位(如外部、內(nèi)部檢查)及重復(fù)檢查問隔。

有關(guān)復(fù)合材料的疲勞損傷模型大致可以分為三類：第一類模型不考慮實(shí)際的性能劣化機(jī)理，使用S－N 曲線或類似的圖，提供若干疲勞破壞準(zhǔn)則；第二類是剩余剛度或剩余強(qiáng)度的表象模型；第三類是損傷發(fā)展模型，使用一個(gè)或多個(gè)可測的能衡量損傷情況的變量。2100433B