基于电磁谐振的钢绞线锈蚀检测与力频关系研究

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  本研究在基于LC电磁谐振电路检测钢绞线预应力的基础上,将其成功应用于钢绞线腐蚀率检测,为该系统对在役结构中钢绞线健康状态的无损检测打下基础。在该系统中钢绞线被视为外置电感镶嵌于LC谐振电路之中,在钢绞线受到腐蚀后其电磁特性会发生改变,而此种变化会通过谐振频率f表现出来。在上述规律的基础上本文进行了一下四个方面的研究工作。
  1、本文在理论角度阐述了腐蚀作用后钢绞线电感L变化所造成的谐振频率f的规律性变化,建立了电磁谐振频率f与腐蚀率?关系的理论模型。
  2、通过试验证明了基于LC电磁谐振方法能够准确检测出裸钢绞线整体腐蚀程度,建立了用于钢绞线腐蚀检测的拟合公式。通过对试验数据和试验现象的分析与探究,发现了钢绞线随着腐蚀率?的增大其电感L减小从而导致谐振频率f增大的作用机理。
  3、在前期团队研究的基础上,建立了腐蚀短钢绞线的电磁谐振频率与应力大小的关系模型。从理论角度分析了腐蚀作用对钢绞线电磁谐振频率f与应力σ关系模型的影响。
  4、通过试验验证了腐蚀作用对短钢绞线的谐振频率f与应力σ关系模型的影响,相较于未腐蚀钢绞线的力频关系,该试验找出了不同腐蚀率对钢绞线在应力作用下其谐振频率的影响。
  通过试验验证和数据分析发现腐蚀后的钢绞线随着腐蚀率的增大其电感会减小导致钢绞线谐振频率增大。在锈蚀短钢绞线的拉伸试验中研究人员发现,在相同的应力状态下钢绞线的谐振频率会随着腐蚀率增大而增大,这一规律与无应力状态下钢绞线的腐蚀检测研究中的一致。由此我们可以得出结论在预应力结构中相同长度钢绞线的其谐振频率越大腐蚀率越大。
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