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工业和民用建筑领域采用的钢索一般作为主要受力部件,其受力状态和损伤程度是评估结构运行状态是否安全的重要指标。在役钢索长期处于交变应力、腐蚀和风致振动等复杂环境,容易产生局部腐蚀与损伤,导致局部应力集中,降低其承载能力,在外载作用下易突然断裂,导致严重工程事故。发展快速、有效的方法与技术,用于钢索缺陷与拉力检测,并同时分析两种因素对检测结果的影响,不仅具有学术价值,也具有广阔的工程应用前景。 本文采用磁弹法对钢索进行拉力测量,针对磁弹法面临的两个问题展开研究:(1)如何简化信号处理过程,并提高测量稳定性;(2)实际钢索中存在的缺陷对磁弹检测信号的影响程度尚不明确。具体研究内容包括: (1)磁弹信号的时、频域处理方法对比及实验验证。基于磁弹检测原理,采用双套筒式磁弹传感器采集钢索轴向拉伸过程中的磁弹信号,分别采用信号时、频域处理方法得到拉力表征方程,其中频域处理方法中引入总谐波畸变率来表征拉力,简化了信号处理过程,并降低了信号分析引入的误差。 (2)典型钢索缺陷对磁弹检测信号的影响规律实验研究。采用磁弹传感器对截面磨损和局部切槽等缺陷进行扫查,分析得出缺陷位置及类型对磁弹信号频域特征的影响规律。 (3)考虑缺陷的磁弹拉力检测试验研究。分别在无损与有缺陷钢索处进行磁弹拉力测量试验,分析得出磁弹信号总谐波畸变率随拉力的变化规律,并与单因素(只考虑缺陷或拉力)测试获得的结果进行对比,并定量分析缺陷引起的磁弹拉力测量误差。