Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Приборы и методы контроля и определения состава веществ

Диссертационная работа:

Авраменко Сергей Леонидович. Разработка методов и программно-аппаратных средств акустического контроля крупногабаритных строительных изделий из бетона : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.13 / Авраменко Сергей Леонидович; [Место защиты: Моск. энергет. ин-т]. - Москва, 2008. - 157 с. : ил. РГБ ОД, 61:08-5/1245

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

1. ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
ПРОТЯЖЕННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ БЕТОНА 8

  1. Основные характеристики бетона применительно к задаче акустического неразрушающего контроля СК. Исследование физико-механических свойств бетонов с помощью УЗ методов 8

  2. Проблемы контроля изделий из бетона большой толщины 15

  1. Импакт-эхо метод 15

  2. Резонансный метод применительно к задачам контроля изделий из бетона 21

  3. Определение скорости распространения акустической волны 26

1.3. Применение импакт-эхо метода при контроле строительных
конструкций из бетона 32

  1. Измерение прочности бетонных конструкций по скорости акустической волны 33

  2. Контроль толщины протяженных изделий из бетонов 33

  3. Определение наличия воздушных полостей или дефектов 34

  4. Особенности контроля стен и фундаментов 35

  5. Определение длины и целостности свай 37

  6. Измерение глубины трещин 39

  7. Определение качества арматуры и поиск пустот в СК 42

  8. Проблемы и текущие исследования по применению импакт-эхо метода 44

1.4. Выводы 48

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В КОМПАКТНЫХ
СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ ИЗ БЕТОНА. ВЫБОР
ОПТИМАЛЬНОГО АЛГОРИТМА КОНТРОЛЯ КОМПАКТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

  1. Постановка проблемы моделирования акустических полей в компактных строительных конструкциях из бетона 50

  2. Отражение упругой волны на границе раздела двух сред 51

  3. Аналитический расчёт спектра колебаний стержня 53

  4. Моделирование спектра колебаний стержня 57

  5. Моделирование спектра колебаний протяженной плиты 62

  6. Особенности контроля компактных изделий 64

  1. Влияние «шума формы» на АЧХ компактных изделий 66

  2. Влияние геометрической дисперсии скорости продольной волны при контроле компактных СК 69

  1. Корреляционный метод определения скорости 72

  2. Мультипликативный метод контроля компактных строительных конструкций 76

  1. Определение дисперсионных характеристик для дисков и параллелепипедов 76

  2. Определение оптимального положения датчиков для симметричных компактных изделий 79

  3. Выбор оптимального положения датчиков для несимметричных компактных изделий 82

  4. Расчет толщины компактной строительной конструкции с учетом геометрической дисперсии скорости 84

  5. Многоканальность и мультипликативная обработка результатов 85

  6. Влияние неоднородностей ОК на результаты контроля при мультипликативной обработке результатов 90

2.9. Выводы 92

3. МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ РЕЗОНАНСНОГО И ИМПАКТ-ЭХО МЕТОДОВ

КОНТРОЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ БЕТОНА 94

3.1. Аппаратная составляющая акустического комплекса на базе ПК 95

3.2. Программная составляющая акустического комплекса на базе ПК.... 101

  1. Режим «импакт-эхо метод» 102

  2. Режим «резонансный метод» 106

  3. Режим «обработка результатов» 109

  1. Аппаратная составляющая макета портативного акустического комплекса 111

  2. Программная составляющая макета портативного акустического измерительного комплекса 116

  3. Выводы 118

4. НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ АППАРАТУРЫ.... 119

4.1. Контроль протяженных строительных конструкций методами
собственных частот 119

  1. Фундамент строящегося служебного помещения ГАБТ 119

  2. Фундамент строящегося здания на Каширском шоссе 120

  3. Контроль протяженных изделий резонансно-мультипликативным методом 121

  4. Колонна с прямоугольным сечением 100x20 см 124

  5. Свая 10x10x40 см 125

4.2. Контроль компактных изделий резонансно-мультипликативным
методом 127

  1. Блок 80x50x30 см 128

  2. Блок 50x50x25 см 133

  3. Колонна с квадратным сечением 60x60 см 135

4.3. Выводы 138

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 140

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 143

ПРИЛОЖЕНИЯ 151

Введение к работе:

Безопасность функционирования сооружений из бетона, являющаяся важнейшим экономическим и социальным фактором, в значительной мере определяется техническим состоянием бетонных строительных конструкций (СК) и мерами по контролю их качества, как в процессе сооружения, так и на протяжении всего времени эксплуатации. Одним из способов обеспечения безаварийной эксплуатации является мониторинг качества бетонных СК с применением методов неразрушающего контроля (НК).

Для получения информации о прочности изделий из бетона, о наличии дефектов, о габаритах СК разработаны различные методы и средства НК, в том числе методы и средства акустического (в первую очередь ультразвукового — УЗ) контроля. На основании полученных с помощью этих методов данных делают выводы об общем состоянии сооружения, определяют остаточный ресурс конструкций.

Вследствие физико-механических особенностей бетона, УЗ методы НК (эхо-импульсный, теневой и др.) не позволяют контролировать СК толщиной более 1,5 м. Для контроля таких крупногабаритных изделий применяют акустические методы, основанные на анализе собственных частот (в основном, импакт-эхо метод). Несмотря на то, что эти методы были впервые применены еще в двадцатых годах прошлого столетия, современное техническое оснащение, необходимое для объективного контроля, они получили только 15-20 лет назад. На протяжении всего этого времени исследованиям в этой области уделялось пристальное внимание в большинстве развитых стран, в то время как в России, начиная с 90-х гг. и до настоящего времени, методы собственных частот применительно к НК бетона не разрабатывались и за редким исключением не применялись.

В отличие от УЗ методов, позволяющих обнаруживать дефекты и с высокой точностью определять их параметры, методы собственных частот

могут дать только общую оценку дефектности изделия, поэтому в дефектоскопии они применяются редко. Вместо этого, эти методы используются для определения либо толщины СК, либо скорости распространения акустической волны в крупногабаритных изделиях, толщина которых может превышать 1,5 м. По значению скорости распространения акустической волны делают выводы о прочности бетона.

Однако на сегодняшний день, зарубежная аппаратура, реализующая методы собственных частот и импакт-эхо метод в частности, позволяет определять прочность бетона и толщину только протяженных конструкций, у которых толщина во много раз меньше, либо больше остальных размеров (фундаменты, стены, перекрытия, сваи). Вследствие влияния эффекта геометрической дисперсии скорости погрешность измерений параметров компактных конструкций, у которых толщина одного порядка с остальными размерами (блоки, балки, колонны, опоры мостов и др.) может достигать 70%. Кроме того, «геометрические эффекты» в компактных изделиях оказывают негативное влияние на достоверность контроля. Эти недостатки приводят к тому, что прочность бетона и толщина крупногабаритных (более 1,5 м), но компактных изделий, при наличии только одностороннего доступа не могут быть проконтролированы ни одним из известных акустических методов.

Все это свидетельствует об актуальности продолжения исследований в области НК изделий из бетонов методами собственных частот и создания новых аппаратных средств контроля.

В связи с этим настоящая работа посвящена разработке методов и
программно-аппаратных
средств акустического контроля

крупногабаритных строительных изделий из бетона.

Цель работы заключается в создании методов и средств акустического НК, применение которых позволит повысить безопасность эксплуатации сооружений из бетона. Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач.

  1. Создание методики анализа акустических полей в компактных изделиях произвольной формы из бетона, позволяющей повысить точность и достоверность измерений за счет учета влияния эффекта геометрической дисперсии скорости, и выявления зон оптимального расположения электроакустических преобразователей (ЭАП) на поверхности объекта контроля.

  2. Построение дисперсионных характеристик стандартных компактных изделий (большинство из которых имеет форму параллелепипеда или диска), позволяющих учитывать влияние эффекта геометрической дисперсии скорости и повысить точность определения скорости распространения акустической волны и толщины методами собственных частот.

  3. Выявление оптимальных зон размещения ЭАП на поверхности изделий в форме диска и параллелепипеда с целью повышения достоверности результатов измерений.

  4. Создание новых методов, позволяющих определять скорость распространения акустической волны и толщину как протяженных СК с неоднородной внутренней структурой, так и компактных крупногабаритных СК, в том числе нестандартной формы.

  5. Разработка многофункциональной аппаратуры акустического НК, которая обеспечит реализацию разнообразных алгоритмов обработки данных и позволит контролировать как протяженные СК с неоднородной внутренней структурой, так и компактные крупногабаритные СК.

Подобные работы
Челноков Андрей Викторович
Разработка методов и средств неразрушающего контроля комплекса характеристик качества многослойных изделий в процессе их производства
Сычев Сергей Николаевич
Разработка методов и средств контроля состава сложных смесей органических соединений на основе диполь-полевой теории удерживания нормальной и обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии
Данилов Юрий Валентинович
Исследование и разработка методов и средств контроля процессов гальванической металлизации печатных плат
Бизюлев Александр Николаевич
Исследование электромагнитных методов контроля и разработка средств дефектоскопии с повышенной разрешающей способностью
Вдовин Александр Александрович
Разработка метода и средств контроля показателя ослабления слабомутных сред по изменению контраста в изображении тест-объекта в виде двух штрихов
Бражкин Борис Сергеевич
Разработка методов и средств контроля сложнопрофильных деталей типа тел вращения
Гурская Анастасия Александровна
Разработка методов и средств контроля высокочистого синтетического корунда и технологических сред для его получения
Завгородний Алексей Владимирович
Разработка метода и средств контроля пространственно-временного распределения оптических характеристик взвеси инфузорий для биотестирования водных сред
Швецов Александр Александрович
Разработка метода и средств контроля поверхностных полей биоэлектрических потенциалов
Колмаков Алексей Васильевич
Разработка методов и средств активного контроля геометрических параметров вкладышей подшипников скольжения

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net