含缺陷的電熱體溫度場的Green函數(shù)法分析.pdf

1、本論文的研究課題來源于國家自然科學基金面上項目——碳纖維智能層的多場耦合機理及其場域診斷(項目編號：10672128)。 大型水壩、橋梁、核電站安全殼等重大混凝土工程的安全可靠性、耐久性問題是涉及國家經(jīng)濟發(fā)展與國家安全的重大問題。而已有的混凝土大型結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的損傷積累和災變行為日趨突出。因此，對重大混凝土工程結(jié)構(gòu)進行損傷監(jiān)測與分析己成為重要研究課題之一。 本文以混凝土工程結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測與分析為背景，通過建立碳纖維混凝

2、土缺陷體的電熱理論模型，運用Green(格林)函數(shù)法對相應模型內(nèi)部溫度場進行求解，研究與編程分析，得出了預期結(jié)果。并圍繞該問題進行了相關(guān)的探索性的理論分析與研究。這將對混凝土中的損傷進行紅外熱成像無損檢測技術(shù)提供一定的理論依據(jù)。主要成果與創(chuàng)新之處如下： 1、建立了含有內(nèi)熱源的熱傳導溫度分析模型； 2、對含有橢圓形缺陷的電熱體通過穩(wěn)恒電場分析得到了焦耳熱源的函數(shù)解析表達； 3、通過對含有橢圓形缺陷的電熱體模型做近似

3、處理，構(gòu)造格林函數(shù)，并分析求解得到溫度場的解析解： 4、對材料不同物性參數(shù)(主要是電阻率與導熱系數(shù))、缺陷幾何尺寸的變化及通電時間的變化對溫度造成的影響進行了分析研究，得出了相應的結(jié)論，這將對紅外檢測具有一定的指導意義。 本文研究涉及到力學、電學、混凝土材料學、傳熱學等多學科，其成果對提高混凝土紅外無損檢測的效率和精度，增進紅外在混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測中的應用具有重要的現(xiàn)實意義，而且對碳纖維混凝土在關(guān)鍵土木結(jié)構(gòu)中應用，并實現(xiàn)