Page 90 - 《应用声学》2019年第6期

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由图 8可知，钢绞线逐级加卸载两个循环，加载 varying depth profile in pipes[J]. Journal of the Acoustical
与卸载过程中识别指标 I stf 均呈单调的近线性变化 Society of America, 2010, 127(6): 3440–3448.
[3] Kwun H, Bartels K A, Hanley J J. Effects of tensile load-
规律，钢绞线的加载路径没有影响识别指标的规律
ing on the properties of elastic-wave propagation in a
性。比较两次加卸载循环 k 值变化，第 1 次加载与 strand[J]. Journal of the Acoustical Society of America,
第2 次加载、第1 次卸载与第 2 次卸载之间 k 值变化 1998, 103(6): 3370–3375.
[4] Treyssède F, Laguerre L. Investigation of elastic modes
均较小，分别下降了 1.3% 和 0.9%。相对而言，两次
propagating in multi-wire helical waveguides[J]. Journal
循环各自的加卸载之间 k 值变化略大，分别下降了 of Sound & Vibration, 2010, 329(10): 1702–1716.
9.9% 和 9.6%，主要是受加卸载时液压滞后导致的 [5] Bartoli I, Castellazzi G, Marzani A, et al. Prediction
读数差异所致。总体而言，重复加载时识别指标能 of stress waves propagation in progressively loaded seven
wire strands[C]. Proceedings of SPIE-The International
够保持稳定，受加载过程的影响较小。
Society for Optical Engineering, 2012.
[6] Rizzo P, di Scalea F L. Wave propagation in multi-wire
表 3 直线拟合参数表
strands by wavelet-based laser ultrasound[J]. Experimen-
Table 3 Parameters of linear fitting tal Mechanics, 2004, 44(4): 407–415.
[7] Rizzo P. Ultrasonic wave propagation in progressively
k R 2 loaded multi-wire strands[J]. Experimental Mechanics,
第 1 次加载 −5.93 0.984 2006, 46(3): 297–306.
[8] Chaki S, Bourse G. Guided ultrasonic waves for non-
第 1 次卸载 −5.34 0.986
destructive monitoring of the stress levels in prestressed
第 2 次加载 −5.85 0.971 steel strands[J]. Ultrasonics, 2009, 49(2): 162–171.
第 2 次卸载 −5.29 0.979 [9] Nucera C, di Scalea F L. Monitoring load levels in multi-
wire strands by nonlinear ultrasonic waves[J]. Structural
Health Monitoring, 2011, 10(6): 617–629.
5 结论 [10] Liu X, Wu B, Qin F, et al. Observation of ultrasonic
guided wave propagation behaviours in pre-stressed multi-
(1) 采用系统辨识方法能够有效识别钢绞线张 wire structures[J]. Ultrasonics, 2017, 73: 196–205.
拉力引起的系统导波传播特性变化，以 ARX 系统 [11] 吴斌, 张瑞芳, 刘秀成, 等. 基于纵向模态超声导波陷频特性
辨识模型参数作为特征向量，构建预应力钢绞线张 的钢绞线拉力测量新方法 [J]. 机械工程学报, 2016, 52(12):
9–15.
拉力识别指标 I stf ，随钢绞线张拉力增大，指标值表 Wu Bin, Zhang Ruifang, Liu Xiucheng, et al. A new
现为明显的单调线性规律，按最小二乘线性拟合效 method for tension measurement of steel strands based
果良好。 on notch frequency characteristics of longitudinal mode
ultrasonic guided waves[J]. Journal of Mechanical Engi-
(2) 基于端侧面实测导波数据的张拉力识别指
neering, 2016, 52 (12): 9–15.
标I stf 随张拉力的增大均呈现出明显的单调线形变 [12] 刘增华, 刘溯, 吴斌, 等. 预应力钢绞线中超声导波声弹性效
化规律，相对而言，端面布置传感器线性拟合k 增大 应的试验研究 [J]. 机械工程学报, 2010, 46(2): 22–27.
Liu Zenghua, Liu Su, Wu Bin, et al. Experimental study
8.6%，确定系数增大 5.5%，指标值的敏感性和拟合
on acoustic elastic effects of ultrasonic guided waves in
度更优。 prestressed steel strands[J]. Journal of Mechanical Engi-
(3) 重复加卸载过程中识别指标具有良好的一 neering, 2010, 46 (2): 22–27.
致性，两次加卸载循环在加载阶段和卸载阶段直线 [13] 钱骥, 陈鑫, 蒋永, 等. 基于导波能量谱的钢绞线腐蚀损伤识
别研究 [J]. 振动与冲击, 2018, 37(20): 115–121.
k 值分别下降了 1.3%和0.9%，识别指标受加载路径
Qian Ji, Chen Xin, Jiang Yong, et al. Steel strands cor-
的影响较小。 rosion identification based on guide wave energy spec-
trum[J]. Journal of Vibration and Shock, 2018, 37(20):
115–121.
参 考 文 献 [14] Qian J, Chen X, Sun L, et al. Numerical and experimental
identification of seven-wire strand tensions using scale en-
[1] Madenga V, Zou D H, Zhang C. Effects of curing time ergy entropy spectra of ultrasonic guided waves[J]. Shock
and frequency on ultrasonic wave velocity in grouted and Vibration, 2018(6): 1–11.
rock bolts[J]. Journal of Applied Geophysics, 2006, 59(1): [15] 杨承志, 孙棣华, 张长胜. 系统辨识与自适应控制 [M]. 重庆:
79–87. 重庆大学出版社, 2003.
[2] Carandente R, Ma J, Cawley P. The scattering of the fun- [16] 刘党辉, 蔡远文, 苏永芝, 等. 系统辨识方法及应用 [M]. 北京:
damental torsional mode from axi-symmetric defects with 国防工业出版社, 2010.