论文摘要
锚杆在各种矿山、公路、铁路以及其他地下工程的广泛应用大大提高了安全生产水平。但是由于锚杆的工作环境恶劣,容易出现锈蚀、断裂等缺陷,锚杆缺陷带来严重的安全隐患。本课题基于铁磁性材料的磁致伸缩效应,提出了用磁致伸缩超声导波对锚杆进行检测。磁致伸缩超声导波无损检测不仅具有单点激励长距离检测的优点,而且可以实现不需要表面处理的非接触式检测,研究结果为导波在锚杆检测的实际工程应用提供了依据。本论文深入研究了磁致伸缩导波在自由锚杆和混凝土锚杆中的传播,论文主要内容安排为:第一章探讨了课题的背景和关键技术,介绍了国内外锚杆无损检测和导波无损检测的研究现状。第二章介绍了导波的基本理论,给出了导波在圆柱状波导中的波动方程,并求出了导波的频散曲线,给出了导波无损检测研究需要关注的要点。第三章建立了磁致伸缩导波锚杆无损检测实验系统,系统主要包括激励单元、接收单元、以及信号处理单元三部分,详细介绍了各单元的功能和仪器的选择,最后给出了导波无损检测实验噪声控制措施。第四章对自由锚杆中导波的传播进行了实验研究,首先研究了激励频率、偏置磁场、激励脉冲数等影响导波激励和接收的因素,然后利用导波对自由锚杆进行了长度测量和缺陷检测,实验结果表明磁致伸缩导波可以对锚杆长度进行精确测量,导波缺陷反射系数可以作为缺陷严重程度的评价标准。第五章对混凝土锚杆中导波的传播进行了实验研究,首先给出了导波在混凝土锚杆中的频散曲线,选择L(0,1)模态导波进行混凝土锚杆检测。然后研究了不同中心频率的导波在混凝土锚杆中的传播。最后利用导波对混凝土锚杆中的缺陷进行了检测,当缺陷位于锚杆端部附近时,受导波分辨率的限制,不能对缺陷进行清楚的辨识;当缺陷位于锚杆中部时,可以清楚的识别截面损失比大于10%的缺陷。第六章磁致伸缩导波锚杆无损检测的研究工作进行了总结,并对进一步的研究做了展望。
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标签：导波论文; 磁致伸缩导波传感器论文; 锚杆论文; 无损检测论文;