基于微波檢測的混凝土結構仿真及反演研究.pdf

1、微波無損檢測技術是新興發(fā)展起來的一門高頻電磁無損檢測技術，有著廣泛的應用前景。這種技術是基于測量工件表面的高頻電磁場來檢測其內部的缺陷或結構分布。
　　本文首先闡述了微波無損檢測技術的原理、特點、國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。在電磁場理論的基礎上，根據鋼筋和混凝土的介電特性，得到微波在混凝土結構中傳播時在鋼筋表面發(fā)生反射及散射遵循的規(guī)律。比較了高頻求解正逆問題各種數值計算方法的特點，最終選擇有限元法，矩量法以及神經網絡反演算法對課題中

2、各問題進行研究。
　　基于有限元算法理論，通過建立適合鋼筋混凝土結構高頻分析的三維模型，對指定區(qū)域施加載荷以及邊界條件進行求解，其結果形象直觀地顯示了鋼筋在混凝土中的水平分布情況，隨后分析了鋼筋位置與散射場分布的對應關系。同時對多處不同位置的鋼筋結構進行仿真，得到相應的特征信號，建立了應用于神經網絡反演的數據庫。
　　隨后，本課題設計了基于矩量法的高頻電磁場仿真分析試驗，根據圖形用戶界面建立模型并對網格進行劃分，利用FEKO

3、軟件的卡片系統(tǒng)對必要的參數進行設置，通過后處理器查看結果并顯示散射場分布。最終將該結果與ANSYS仿真試驗結果進行比對，曲線變化趨勢較一致，符合實際檢測需求。
　　神經網絡具有高度非線性的并行處理信息的能力，充分考慮混凝土結構中鋼筋位置和散射場之間存在的復雜非線性關系，引入用于結構反演的BP神經網絡和廣義回歸神經網絡算法，實現(xiàn)了鋼筋深度的準確預測。BP神經網絡中選擇梯度下降動量法、Levenberg-Marquadt反傳算法以及量