学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

偏心压缩条件下H形钢柱应力电学谱纹测试研究

作　者: 王艳辉
导　师: 陈耕野
学　校: 东北大学
专　业: 结构工程
关键词: H形钢试件偏心压缩应力、应变感应电动势频率电学谱纹最小二乘法
分类号: TU392.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 1次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

H形钢与传统的工字钢相比,翼缘表面相互平行,构造方便；翼缘宽,侧向刚度大；抗弯性好,表面光洁,而且H形钢是一次成型,具有良好的经济效益和社会效益。H形钢在实际工程中有着广泛的应用,如住宅、厂房、桥梁等等。但是,在钢结构大力发展的同时,必须看到,无论是国外还是国内,都曾发生过许多不同类型、原因、程度的事故,其中美国纽约世贸中心大楼在“9.11”事件中轰然倒塌,2008年南方因为暴雪,湖南电力倒塔等等,这些事故造成了重大人员伤亡和经济财产的损失。这就对钢结构安全性的检测与评价提出了更高的要求,而本课题正是针对这一问题将要做出一定研究,所以在工程实际应用上有重要意义。国内外对钢结构应力应变测试技术进行了大量的研究并取得了很多成果,但是这些测试都存在着一个共同的问题,那就是当结构恒载的初始变形已经完成,就很难再用传统方法测量结构体的受力情况。如何对现役钢结构的绝对应力进行监测,是结构监测技术领域一个难点问题。本论文采用实验方法,建立实验系统,在偏心受压和轴压条件下,通过改变磁感线圈的工作频率,改变测点区域的外加磁场,取得在不同频率下应力与感应电动势的实验数据,并绘出反映感应电动势、应力和频率关系的电学谱纹曲线,并对谱纹曲线进行分析,得出谱纹特征：应力与电学谱纹存在一一对应关系,随应力水平不断升高感应电动势谱纹线逐渐下移；每一应力水平所对应的谱纹曲线规律基本相似,且没有交叉现象；频率一定时,随着应力水平的不断增加,感应电动势不断减小,但每个频率减小的幅度不一样；每条应力谱线都随着频率的不断升高而呈下降趋势,从而使得整个谱纹呈现出下降趋势；翼缘部分比腹板部分感应电动势变化幅度大。本文还建立了在偏压、轴压条件下,H形钢柱试件在同一频率状态下感应电动势与应力、感应电动势与应变关系的数学表达式；对H形钢柱试件的应力电学谱纹曲线进行了拟合,得出了感应电动势与频率的关系式；利用谱纹特征建立了提取应力的最小二乘法和感应电动势幅值比比对方法；对轴压和偏压进行应力和感应电动势中性轴分析。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
第一章引言  12-25
  1.1 前人研究工作的回顾与现状  12-22
    1.1.1 钢结构应力测试的重要性  12-15
    1.1.2 国内外钢结构应力测试技术现状与特点分析  15-21
    1.1.3 传统钢结构应力测试方法中存在的问题  21-22
  1.2 论文拟解决的关键问题  22-23
  1.3 论文研究的主要内容  23-24
  1.4 本章小结  24-25
第二章 H形钢柱应力与电学谱纹理论  25-36
  2.1 铁磁材料磁致伸缩效应  25-26
    2.1.1 铁磁材料及磁化强度  25-26
    2.1.2 磁致伸缩效应  26
  2.2 偏心受压条件与磁矩基本性质  26-30
    2.2.1 偏心受压条件  26-27
    2.2.2 磁矩基本性质  27-30
  2.3 H形钢柱感应电动势与压力关系  30-33
    2.3.1 电磁感应理论  30-31
    2.3.2 压力与感应电动势变化关系  31-33
  2.4 H形钢柱感应电动势随电学谱纹频率变化理论关系  33-35
  2.5 本章小结  35-36
第三章 H形钢柱应力电学谱纹测试系统  36-50
  3.1 微机伺服压力机试验功能  36
  3.2 H形钢柱试件制作  36-37
  3.3 H形钢柱试件偏心加压条件  37-39
  3.4 应力电磁传感器  39-41
    3.4.1 电磁传感系统组成  39-40
    3.4.2 电磁传感线圈制作  40-41
  3.5 电学谱纹测试系统组成  41-45
    3.5.1 电学谱纹测试方法  41-42
    3.5.2 电学谱纹测试系统  42-45
  3.6 电学谱纹变频测试数据采集与标定  45-49
    3.6.1 电学谱纹测试数据采集  45-46
    3.6.2 电学谱纹测试数据标定  46-49
  3.7 H形钢柱标准应力电学谱纹提取  49
  3.8 本章小结  49-50
第四章 H形钢柱压应力电学谱纹测试实验  50-128
  4.1 轴心、偏心压缩单频感应电动势随应力变化实验过程  50-53
    4.1.1 轴心偏心压缩单频单频感应电动势随应力变化实验准备过程  50-53
    4.1.2 轴心、偏心受压单频单频感应电动势随应力变化实验过程  53
  4.2 轴心受压H形钢柱变频感应电动势随应力变化实验  53-84
  4.3 偏心受压H形钢柱变频感应电动势随应力变化实验  84-114
  4.4 应力电学谱纹测试数据处理  114-127
    4.4.1 H形钢柱零应力电学谱线  114-115
    4.4.2 H形钢柱轴压应力感应电动势电学谱纹  115-118
    4.4.3 H形钢柱偏压应力感应电动势电学谱纹  118-121
    4.4.4 应力感应电动势幅值比电学谱纹  121-127
  4.5 标准电学谱纹特征及其变化规律  127
  4.6 本章小结  127-128
第五章 H形钢柱应力电学谱纹测试机理分析  128-169
  5.1 变频条件下应力变化对感应电动势影响的分析  128-129
  5.2 轴心受压不同受力阶段应力的电学谱纹特征  129-136
    5.2.1 感应电动势与应力应变测试结果对比及分析  129
    5.2.2 感应电动势与应力应变关系特征  129-131
    5.2.3 不同受力阶段应力的电学谱纹特征分析  131-133
    5.2.4 感应电动势电学谱纹曲线相关性  133-136
  5.3 偏心受压不同受力阶段应力的电学谱纹特征  136-142
    5.3.1 感应电动势与应力应变测试结果对比及分析  136
    5.3.2 感应电动势与应力应变关系特征  136-138
    5.3.3 不同受力阶段应力的电学谱纹特征分析  138-140
    5.3.4 感应电动势电学谱纹曲线相关性  140-142
  5.4 运用电学谱纹特征提取应力  142-146
    5.4.1 幅值比谱纹进行应力提取  142-145
    5.4.2 最小二乘法进行应力提取  145-146
  5.5 轴心偏心受压条件下中和轴数据曲线及其分析  146-168
    5.5.1 轴心受压条件下中和轴数据曲线及其分析  146-159
    5.5.2 偏心受压条件下中和轴数据曲线及其分析  159-168
  5.6 本章小结  168-169
第六章结论  169-173
  6.1 本文研究结论  169-171
  6.2 前景展望  171-173
参考文献  173-177
致谢  177-178
个人简历  178

偏心压缩条件下H形钢柱应力电学谱纹测试研究

内容摘要

全文目录

相似论文