基於時間反演的混凝土結構多維損傷成像監測方法研究

《基於時間反演的混凝土結構多維損傷成像監測方法研究》是依託大連理工大學,由宋鋼兵擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於時間反演的混凝土結構多維損傷成像監測方法研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：宋鋼兵

項目摘要

混凝土結構內部複雜的環境對超音波易產生非均勻、多雜波、多散射的干擾，致使採用超音波損傷探測技術探測的目標位置發生偏失，嚴重影響了測量精度。時間反演（Time Reversal，TR）技術能夠使信號自適應地在檢測區域中聚焦成像，進而可以實現待探測目標的精確定位，在混凝土內部結構這種非均勻環境的損傷監測中具有廣闊的套用前景。本項目擬將時間反演技術與智慧型骨料感測器系統相結合，開發一種基於混凝土結構損傷成像的智慧型實時監測系統，內容包括時間反演探測系統的探測單元在混凝土中的排布方式，基於時間反演技術的混凝土裂縫目標探測技術和成像技術，基於時間反演技術的混凝土成像監測軟體，多壓電陶瓷片疊加技術的第三代智慧型骨料，以及成像系統硬體系統的研究和開發。本項目的完成，可為大型混凝土結構提供一個高效、智慧型、精確、實時的新型監測系統及解決方案。

結題摘要

本課題依託時間反演技術，研究了混凝土裂縫目標探測。基於目標探測FDTD 仿真平台，同時通過智慧型骨料感測器陣列最佳化分析，消除混凝土內部的多徑干擾，對若干最佳化後的智慧型骨料傳送信號和接收信號進行處理，成功進行了混凝土超聲成像，獲得了初步成像結果。結果表明，這種依託時間反演方法的技術可以進行為目標探測提供了一種新思路。通過研究基於時間反演技術損傷目標探測技術，將時間反演套用於多種連線界面鬆動監測並取得了良好的效果。此外對新型智慧型骨料在混凝土的傳波規律進行了理論分析與研究，用數值方程求解出了相應的壓電性能。最後研究了多壓電陶瓷片疊加式技術智慧型骨料在混凝土中的高頻發射波傳播距離問題，對新型智慧型骨料在混凝土中的高頻超音波傳播能力進行驗證。