劉佩玲臺灣大學：應用力學研究所王奐欽2007-11-292018-06-292007-11-292018-06-292005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/62556本研究是利用超音波的檢測方法來探求鋼管支撐架在反覆疲勞載重後有哪些超音波上的特性變化，經由這些變化試圖給定鋼管支撐架的疲勞安全評估的評估方法。 研究中發現當我們給予鋼管支撐架均勻的疲勞載重負載後，隨著疲勞載重的次數增加，鋼管支撐架的挫屈載重會有一開始塑性硬化過程此時強度增加，隨著疲勞次數再增加後強度則逐漸下降，實驗過程中我們使用超音波量測此鋼管支撐架的波速也有相對應的關係 ，並且將此波速時域圖做FFT轉換也得到一定特殊現象，由實驗的結果我們將試圖從波速改變及其時域圖的FFT轉換的特殊現象來給定鋼管支撐架的安全性評估，並且改善目前工安上無法評估已經施架在工地上的鋼管支撐架的安全性問題。This work makes use of ultrasound detection method to identify fatigue damage in steel tubes caused by cyclic loading. From characteristic changes in the ultrasonic wave, we attempt to determine the safety lifespan of steel tubes that are common used as support frame in construction sites. By analyzing the change in phase velocity, we found that with increasing uniform cyclic compressional loading, the critical buckling load of the tube undergoes plastic hardening and strength of the tube increases. If the loading continues, the tube starts to weaken. We start by using the theoretical analysis of wave propagation in tube to verify the results of our experiment, following this; we further verify our experimental results using simulation results obtained using finite element analysis software, ANSYS. From the experimental result, we devise a method to evaluate the safety of steel tube by analyzing the change in phase velocity, improving the safety standards of supporting frame.目錄 2 圖目錄 5 表目錄 9 第一章 緒論 10 1-1前言 10 1-2研究方法 12 1-3文獻回顧 13 1-4 內容大綱 15 第二章、超音波原理介紹 16 2-1超音波的產生 16 2-2超音波之音場 18 2-3超音波的衰減 21 2-4超音波檢測技術 23 2-5超音波波速量測方法 25 2-6鋼管支撐架檢測原理 27 第三章 半無限域波速及有限元素模擬 32 3-1 鋼管波速分析 32 3-2 有限元素模擬 35 3-2-1有限元素法軟體介紹 35 3-2-2 有限元素法模型建立 37 3-2-3 模擬結果與討論 41 第四章 實驗配置、設計與訊號分析 46 4-1 量測儀器設備 47 4-2檢測參數之選擇 50 4-3 實驗設計 52 4-3-1 實驗組件編制 52 4-3-2 鋼管檢測位置 52 4-3-3 超音波探頭設置 53 4-4波速檢測方法 55 4-5 correlation方法 56 第五章 實驗結果與討論 65 5-1 疲勞載重對波速之影響 65 5-2 波速與挫屈載重之關係 67 5-3挫屈載重下降原因之探討 68 5-4疲勞載重對位移頻譜之影響 70 5-5裂縫及無裂縫點的波速比較 71 第六章 結論與展望 93 參考文獻 96634557 bytesapplication/pdfen-US非破壞檢測超音波檢測法有限元素疲勞破壞FFT轉換Buckling loadFatigue damageFinite elementSafety evaluationthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/62556/1/ntu-94-R92543046-1.pdf