赵宇亮，张昌锁，潘立业，马洁腾，廖 霖

（太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024）

导波检测锚杆数值模型的对比分析

赵宇亮，张昌锁，潘立业，马洁腾，廖 霖

（太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024）

检测支护锚杆时的传统方法是“拉拔法”选取少数锚杆进行检测，检测后的锚杆损坏、有很强的破坏性，因此采用超声波进行无损检测很有实用价值，是近年的研究重点。超声波检测技术需做大量实验，耗时长、成本高。数值模拟恰好能够克服这些缺点，是研究导波检测技术的重要工具。数值模拟中，模型建立十分重要。文章着重讨论实体模型和平面轴对称模型，平面轴对称模型同实体模型取得了较为一致的模拟结果，轴对称模型可以减少单元数量，有其优势。三维实体模型最为接近实际，文章给出了其网格划分的三种方法。

锚杆；超声导波；数值模拟

数值模拟具有高效、成本低、迅速等特点，可以减少实验的盲目性和工作量。实验是模拟的基础，有限元模型需要用实验结果验证。当两者结果相同时，模型就成为有力的工具。超声导波的研究中，需要时常改变边界条件和超声波参数比对结果，这时有限元模型显示出的优势。本文采用ansys有限元软件，拟用有限元数值分析中的瞬态动力学分析方法[1]。

1 三维实体模型

锚杆模型一般可用三维实体单元或平面轴对称单元。三维实体单元可以选择SOLID45，它有8个节点，每个节点上有三个方向的自由度。图1为其形状、节点、坐标系，它有膨胀、塑性、应力硬化、蠕变、大变形等性质[2]，既可模拟拉压应力，也可施加剪应力。……