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世界桥梁2024年第04期:基于Lamb波的钢桥面板U肋-顶板节点疲劳损伤检测数值仿真分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:田亮;王宇宁;赵健;徐正;孟俊良;

单位:天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室;清华大学土木工程系;中国铁建大桥工程局集团有限公司;

摘要:为解决Lamb波用于检测板类焊接结构疲劳损伤时受到多模态特性限制的问题,对Lamb波在无损和带损伤钢桥面板中的传播过程进行数值仿真分析。利用MATLAB软件计算Lamb波频散方程,得到对称模态和反对称模态下的群速度和相速度的频散曲线,并采用Hanning窗函数对Lamb波信号进行处理;以U肋-顶板节点疲劳损伤为例,基于Abaqus软件模拟Lamb波在无损和带损伤钢桥面板的传播过程,得到相应的幅值曲线,并通过小波分析确定钢桥面板的时频信号分布状态。结果表明:使用同一频率Lamb波检测时,有损信号的幅值增大;采用不同频率Lamb波检测带损伤钢桥面板,Lamb波的激励频率越高,信号幅值越大。200 kHz Lamb波相比150 kHz Lamb波的时频分布差异明显,且能量分布愈加集中,更利于实现损伤的精确定位,推荐采用200 kHz Lamb波检测钢桥面板的疲劳损伤。

关键词:桥梁工程;;钢桥面板;;疲劳损伤;;Lamb波;;频散曲线;;超声无损检测;;数值仿真

基金资助:国家自然科学基金项目(51708346);; 中国铁建股份有限公司科技重大专项(2020-A01);; 天津市企业科技特派员项目(22YDTPJC00210)~~