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摘要
目的研究基于阵列式PZT传感系统的超声导波在钢筒混凝土管道传播机理,并进行损伤监测与评估。方法利用ABAQUS有限元软件建立了阵列式PZT与不同损伤程度的钢筒混凝土管道的机-电耦合有限元模型,对压电波动法钢筒混凝土管道裂缝损伤监测进行数值模拟。结果提出损伤指数,建立损伤程度和损伤指数之间的关系式;钢筒混凝土管道无损伤时接收的压电信号幅值最高;随着损伤裂缝增大,信号在裂缝处的损耗越大;引入基于能量法的结构损伤指数,将损伤指数与结构的损伤程度大小相互对照起来。提出一种基于损伤指数的评估等级,即无损伤、轻微损伤、中等损伤、严重破坏可更换管道和严重破坏无法使用。结论提出更换钢筒混凝土管道结构的建议损伤指数,可以显著地减少因管道泄漏造成地面塌陷等事故的发生。
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