考虑应力不均匀分布的索夹螺杆轴力超声检测

来源：中国血液净化杂志2025年第6期北京时间：

作者：陈冬冬, 张子航, 李伟, 徐一超, 付汝龙, 魏洋

单位：1. 南京林业大学　土木工程学院，江苏　南京　210037","2. 长大桥梁安全长寿与健康运维全国重点实验室，江苏　南京　211112","3. 苏交科集团股份有限公司，江苏　南京　211112","4. 广东汕头超声电子股份有限公司超声仪器分公司，广东　汕头　515041

摘要：<p>为精确评估长大悬索桥索夹螺杆轴力状态，提出考虑螺杆轴向应力不均匀分布的超声纵波检测方法。利用有限元软件对螺杆轴向应力分布情况进行模拟，给出索夹螺杆轴向应力分布规律。基于声弹性效应，考虑螺杆轴向应力不均匀分布，推导出超声纵波渡越时间与螺杆轴向应力关系，建立粒子群算法的适应度函数。设计试验对螺杆固有参数进行标定，采集超声纵波回波信号，通过小波去噪提高信号信噪比，利用自相关算法计算纵波的渡越时间，使用粒子群算法搜索螺杆平均轴向应力和有效夹持长度的最优值，得到螺杆轴力真实值。结果表明：不同轴力作用下，有效夹持长度测量结果深入螺母内侧，深入长度约为螺母厚度的7%，符合螺杆实际受力情况；随着螺杆实际轴力增大，测量轴力绝对误差和相对误差不断减小；在轴力大于70%额定螺杆力情况下，检测结果绝对误差低于20 kN，相对误差小于7.22%。该方法能够有效测量螺杆夹持长度和轴力大小，在悬索桥索夹螺杆力检测中有较好的应用前景。</p>

关键词：桥梁工程,悬索桥,超声纵波,索夹螺杆力,声弹性效应,粒子群算法