超聲導(dǎo)波由于具有傳播距離遠、檢測范圍廣等特點,被廣泛應(yīng)用于壓力容器、航空行業(yè)、油氣管道等領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)無損檢測。但超聲導(dǎo)波具有多模態(tài)及頻散等特點,特別在管道中模態(tài)數(shù)量較多,且以波動特性也是最為復(fù)雜的彎曲模態(tài)為主,使得在檢測過程中信號識別困難、誤差較大。由于彎曲模態(tài)固有的波結(jié)構(gòu)屬性,其對某類缺陷和管道結(jié)構(gòu)徑向應(yīng)力等的檢測較為敏感,但是彎曲模態(tài)在實際應(yīng)用中難以控制,故研究彎曲模態(tài)導(dǎo)波單模態(tài)激勵方法,并應(yīng)用彎曲模態(tài)導(dǎo)波進行無損檢測,具有重要的現(xiàn)實意義和廣闊的應(yīng)用前景。本文對彎曲模態(tài)的傳播特性進行了模擬分析。利用有限元軟件ABAQUS模擬彎曲模態(tài)在管道中的傳播特性,分別對不同頻率激勵的彎曲模態(tài)在管道中的傳播特性以及彎曲模態(tài)在4種不同尺寸的管道中的傳播特性進行了數(shù)值模擬,分析了在不同頻率和接收點時導(dǎo)波模態(tài)的傳播特性以及能量衰減情況。得到適合檢測的彎曲模態(tài)激勵頻率與傳感器布置距離。并且數(shù)值模擬了 F(1,1)模態(tài)和F(2,1)模態(tài)對管道的缺陷檢測,分析了F(1,1)模態(tài)和F(2,1)模態(tài)對不同缺陷的敏感度。結(jié)果表明:頻率在50kHz時可以得到較為干凈的單一彎曲模態(tài)導(dǎo)波。經(jīng)過對4種不同尺寸管道中彎曲模態(tài)...

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外在導(dǎo)波模態(tài)識別技術(shù)上的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)在導(dǎo)波模態(tài)識別技術(shù)上的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 彎曲模態(tài)信號處理的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 創(chuàng)新點
2 彎曲模態(tài)頻散特性研究
    2.1 超聲導(dǎo)波的基本概念
    2.2 彎曲模態(tài)頻散特性分析
        2.2.1 彎曲模態(tài)相速度群速度
        2.2.2 彎曲模態(tài)頻散特性
    2.3 本章小結(jié)
3 有限元軟件數(shù)值模擬過程
    3.1 ABAQUS軟件分析過程簡介
        3.1.1 ABAQUS有限元軟件
        3.1.2 定義分析步
        3.1.3 加載方式
        3.1.4 單元的選擇和網(wǎng)格的劃分
        3.1.5 后處理
    3.2 管道中彎曲模態(tài)導(dǎo)波的數(shù)值模擬
        3.2.1 有限元模型的建立
        3.2.2 激勵信號的選取
    3.3 中心頻率對彎曲導(dǎo)波傳播的影響
        3.3.1 中心頻率選取范圍
        3.3.2 中心頻率對彎曲導(dǎo)波傳播的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 彎曲模態(tài)缺陷檢測模擬
    4.1 頻率和接收點對彎曲模態(tài)導(dǎo)波傳播的影響
    4.2 彎曲模態(tài)對管道缺陷的數(shù)值模擬
        4.2.1 縱向缺陷對F(1,1)、F(2,1)模態(tài)的影響
        4.2.2 橫向缺陷對F(1,1)、F(2,1)模態(tài)的影響
        4.2.3 缺陷類型對F(1,1)、F(2,1)模態(tài)的影響
        4.2.4 頻譜分析
    4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
致謝
參考文獻
作者簡介



本文編號：3967252