用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法与流程

本申请涉及混凝土声波检测，具体涉及用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法。

背景技术：

1、垃圾焚烧发电是一种利用垃圾燃烧产生的热能转化为电能的技术，不仅可以减少垃圾填埋量，还能实现能源的再利用。但在垃圾焚烧过程中产生的环境温度，会通过传导、对流等方式影响周围结构，长时间的高温环境会导致混凝土和钢筋的性能发生变化，急速老化和出现损伤。

2、现有对钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤的检测方式通常都是以无损方式进行检测，常用的声波检测技术通过接收钢筋混凝土梁内部的结构变化产生的应力波变化，来判断钢筋混凝土梁是否存在损伤，然而对采集的声发射信号进行分析时，忽略了混凝土梁产生的轻微划痕和裂纹产生的应力变化，对于声发射信号强度的影响，从而导致信号特征分析较为局限，不能全面的评估钢筋混凝土梁的损伤程度，使得钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测的精度较差。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，以解决现有的问题。

2、本申请的用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法采用如下技术方案：

3、本申请一个实施例提供了用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，该方法包括以下步骤：

4、s1，获取垃圾焚烧发电时钢筋混凝土梁上各个位置的声发射离散信号；

5、s2，根据各声发射离散信号的数值波动和所有峰值的局部数值波动情况，得到各峰值的裂纹置信度；

6、s3，根据各声发射离散信号中所有峰值的裂纹置信度的数值聚类情况，得到各声发射离散信号的裂纹损伤强度值；

7、s4，根据钢筋混凝土梁上相邻位置的声发射离散信号及其裂纹损伤强度值的差异情况，得到相邻位置之间的损伤差异指数；

8、s5，根据钢筋混凝土梁上所有相邻位置之间的损伤差异指数的数值分布情况，得到钢筋混凝土梁的损伤评估指数；根据钢筋混凝土梁的损伤评估指数得到钢筋混凝土梁的弯曲疲劳损伤检测结果。

9、进一步，所述各峰值的裂纹置信度的获取方法，包括：

10、对于各声发射离散信号，根据声发射离散信号的所有峰值的位置和数值分布得到各峰值的峰值显著指数；

11、计算以各峰值为中心的预设窗口内所有数据的变异系数；根据所述变异系数和各峰值的峰值显著指数获得各峰值的裂纹置信度；所述变异系数、各峰值的峰值显著指数均与各峰值的裂纹置信度呈正相关关系。

12、进一步，所述根据声发射离散信号的所有峰值的位置和数值分布得到各峰值的峰值显著指数，包括：

13、获取各声发射离散信号的最大值和均值，将所述最大值与所述均值的差值记为各声发射离散信号的最大差异值；

14、计算声发射离散信号的各峰值与所述最大值的比值，记为各峰值的幅值占比；获取各峰值与其他峰值对应的时刻差异的均值，记为各峰值的分布离散值；根据声发射离散信号中各峰值的幅值占比、分布离散值和最大差异值，得到各峰值的峰值显著指数。

15、进一步，所述根据声发射离散信号中各峰值的幅值占比、分布离散值和最大差异值，得到各峰值的峰值显著指数，包括：将第i个峰值的峰值显著指数记为，；式中，为第i个峰值的峰值显著指数；b为最大差异值；为第i个峰值的幅值占比；为第i个峰值的分布离散值。

16、进一步，所述根据各声发射离散信号中所有峰值的裂纹置信度的数值聚类情况，得到各声发射离散信号的裂纹损伤强度值，包括：

17、对各声发射离散信号中所有峰值的裂纹置信度进行聚类，得到各聚类簇；计算各聚类簇中所有元素均值，记为第一均值；将所有聚类簇的所述第一均值的最大值与最小值之间的差异，记为整体差异；将第一均值最大的聚类簇记为裂纹特征簇；根据裂纹特征簇内所有元素的数值分布情况和整体差异，得到裂纹特征强度；

18、根据裂纹特征强度和裂纹特征簇内的元素数量得到各声发射离散信号的裂纹损伤强度值。

19、进一步，所述裂纹特征强度的获取方法，包括：计算裂纹特征簇内所有元素的方差；将所述方差与整体差异的和值，作为裂纹特征强度。

20、进一步，所述根据裂纹特征强度和裂纹特征簇内的元素数量得到各声发射离散信号的裂纹损伤强度值，包括：计算裂纹特征簇内的元素数量与所有峰值数量的比值，记为裂纹占比；将裂纹特征强度与裂纹占比的比值作为各声发射离散信号的裂纹损伤强度值。

21、进一步，所述相邻位置之间的损伤差异指数的获取方法，包括：

22、对于钢筋混凝土梁上任意两个相邻位置的声发射离散信号，计算所述两个相邻位置的声发射离散信号之间的差异度，记为第一差异；获取所述两个相邻位置的声发射离散信号的裂纹损伤强度值的差异，记为第二差异；将第一差异与第二差异的乘积记为所述两个相邻位置之间的损伤差异指数。

23、进一步，所述钢筋混凝土梁的损伤评估指数的获取方法，包括：

24、计算钢筋混凝土梁上所有相邻位置之间的损伤差异指数的均值、方差，分别记为第一均值、第一方差；将第一均值与第一方差的乘积作为钢筋混凝土梁的损伤评估指数。

25、进一步，所述根据钢筋混凝土梁的损伤评估指数得到钢筋混凝土梁的弯曲疲劳损伤检测结果，包括：若损伤评估指数的归一化值大于预设损伤阈值，则钢筋混凝土梁存在弯曲疲劳损伤；反之，钢筋混凝土梁的工作状况正常。

26、本申请至少具有如下有益效果：

27、本申请通过分析声发射信号的幅值变化特征，对各峰值信号显著程度的评估，接着通过结合各峰值的局部特征，构建裂纹置信度，评估裂纹存在的可能性；进一步，分析了钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤过程的裂缝特征，通过裂纹置信度和不同时刻的裂纹状态构建裂纹损伤强度值，实现对钢筋混凝土梁损伤程度的初步评估；最后，分析了不同位置上声发射传感器采集声发射信号强度的变化对钢筋混凝土梁损伤评估的影响，构建各声发射离散信号之间的损伤差异指数，并综合考虑到裂纹位置的影响，得到钢筋混凝土梁的损伤评估指数实现对钢筋混凝土梁损伤的全面检测；本申请考虑到裂纹位置的不同会造成各声发射信号强度之间的差异，实现对所有声发射信号强度差异性的评估，综合考虑了混凝土梁产生的轻微划痕和裂纹产生的应力变化，对于声发射信号强度的影响，提高了对钢筋混凝土梁弯曲损伤的检测精度。

技术特征：

1.用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，其特征在于，所述各峰值的裂纹置信度的获取方法，包括：

3.如权利要求2所述的用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，其特征在于，所述根据声发射离散信号的所有峰值的位置和数值分布得到各峰值的峰值显著指数，包括：

4.如权利要求3所述的用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，其特征在于，所述根据声发射离散信号中各峰值的幅值占比、分布离散值和最大差异值，得到各峰值的峰值显著指数，包括：将第i个峰值的峰值显著指数记为，；式中，为第i个峰值的峰值显著指数；b为最大差异值；为第i个峰值的幅值占比；为第i个峰值的分布离散值。

5.如权利要求1所述的用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，其特征在于，所述根据各声发射离散信号中所有峰值的裂纹置信度的数值聚类情况，得到各声发射离散信号的裂纹损伤强度值，包括：

6.如权利要求5所述的用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，其特征在于，所述裂纹特征强度的获取方法，包括：计算裂纹特征簇内所有元素的方差；将所述方差与整体差异的和值，作为裂纹特征强度。

7.如权利要求5所述的用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，其特征在于，所述根据裂纹特征强度和裂纹特征簇内的元素数量得到各声发射离散信号的裂纹损伤强度值，包括：计算裂纹特征簇内的元素数量与所有峰值数量的比值，记为裂纹占比；将裂纹特征强度与裂纹占比的比值作为各声发射离散信号的裂纹损伤强度值。

8.如权利要求1所述的用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，其特征在于，所述相邻位置之间的损伤差异指数的获取方法，包括：

9.如权利要求1所述的用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，其特征在于，所述钢筋混凝土梁的损伤评估指数的获取方法，包括：

10.如权利要求1所述的用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，其特征在于，所述根据钢筋混凝土梁的损伤评估指数得到钢筋混凝土梁的弯曲疲劳损伤检测结果，包括：若损伤评估指数的归一化值大于预设损伤阈值，则钢筋混凝土梁存在弯曲疲劳损伤；反之，钢筋混凝土梁的工作状况正常。

技术总结本申请涉及混凝土声波检测技术领域，具体涉及用于垃圾焚烧发电的钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤检测方法，该方法包括：获取垃圾焚烧发电时钢筋混凝土梁上各个位置的声发射离散信号；根据各声发射离散信号的数值波动和所有峰值的局部数值波动和聚类情况，得到各声发射离散信号的裂纹损伤强度值；根据钢筋混凝土梁上相邻位置的声发射离散信号及其裂纹损伤强度值的差异情况，得到相邻位置之间的损伤差异指数；根据钢筋混凝土梁上所有相邻位置之间的损伤差异指数的数值分布情况，得到钢筋混凝土梁的弯曲疲劳损伤检测结果。本申请可提高钢筋混凝土梁的弯曲疲劳损伤检测的精度。技术研发人员：杨丰,贺钧,余小军,李大勇,周林,黄昊智,王鹏,邵敏,叶伟平受保护的技术使用者：中国启源工程设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17