本文關(guān)鍵詞：超聲導(dǎo)波在彎曲圓桿中的傳播特性及裂紋檢測(cè)應(yīng)用

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【摘要】：與傳統(tǒng)的超聲檢測(cè)方法相比,導(dǎo)波以一處激發(fā)、長距離傳播,具有檢測(cè)范圍大的突出特點(diǎn)為超聲檢測(cè)人員所關(guān)注。目前,國內(nèi)外有關(guān)直圓管和圓桿的導(dǎo)波檢測(cè)研究較多,實(shí)際工程中常遇到彎曲的圓桿或圓管。了解此類圓桿中的導(dǎo)波傳播特性對(duì)于導(dǎo)波在缺陷上的散射對(duì)檢測(cè)此類材料和工件具有重要的指導(dǎo)意義。本文在彈性波理論指導(dǎo)下采用有限元數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的方法,開展彎曲圓桿中導(dǎo)波的傳播特性及裂紋檢測(cè)應(yīng)用研究。首先,應(yīng)用有限元軟件軟件ABAQUS建立了彎曲圓桿的數(shù)值模型,基于圓桿導(dǎo)波頻散曲線和波結(jié)構(gòu)特點(diǎn)激發(fā)出L(0,1)模態(tài)導(dǎo)波。通過回波時(shí)域波形和波場(chǎng)快照可以看出,L(0,1)模態(tài)導(dǎo)波經(jīng)過彎頭時(shí)發(fā)生模態(tài)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了F(1,1)模態(tài)導(dǎo)波。其次,基于ABAQUS軟件建立的彎曲圓桿三維有限元模型,研究相同折彎角度時(shí),不同折彎半徑下以及相同折彎半徑時(shí),不同折彎角度下的導(dǎo)波的傳播特性。在以上基礎(chǔ)上,針對(duì)彎曲圓桿中的缺陷的導(dǎo)波檢測(cè)進(jìn)行數(shù)值仿真模擬,從周向缺陷、深度缺陷、軸向缺陷以及刻槽狀缺陷四個(gè)方面進(jìn)行頻散特性及傳播特性的研究,獲得了缺陷相應(yīng)尺寸與相對(duì)幅度的關(guān)系曲線,為缺陷的定量定位提供了基礎(chǔ)。最后,開展了30°、60°、90°彎曲圓桿的超聲導(dǎo)波檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究,采用中心頻率為100k Hz的縱向模態(tài)L(0,1)導(dǎo)波作為檢測(cè)信號(hào)。隨著彎曲圓桿折彎角度的增大,彎頭回波也增大,且隨著彎曲圓桿人工深度缺陷的增大,反射回波也增大。數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的結(jié)果相符,這對(duì)定量評(píng)價(jià)深度缺陷提供了方法及依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：彎曲圓桿 超聲導(dǎo)波 有限元仿真 縱向模態(tài)
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG115.285
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 選題的依據(jù)、目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 超聲導(dǎo)波無損檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 超聲導(dǎo)波檢測(cè)的數(shù)值仿真模擬研究現(xiàn)狀11
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容11-13
• 第二章 超聲導(dǎo)波理論基礎(chǔ)13-22
• 2.1 超聲導(dǎo)波發(fā)展歷史13
• 2.2 超聲導(dǎo)波的基本概念13-14
• 2.3 群速度和相速度14-15
• 2.4 超聲導(dǎo)波在自由圓桿中的傳播特性15-17
• 2.5 超聲導(dǎo)波的頻散、波結(jié)構(gòu)及多模態(tài)17-21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 第三章 超聲導(dǎo)波數(shù)值仿真模擬方法22-37
• 3.1 引言22-23
• 3.2 動(dòng)力學(xué)中的有限元理論及ABAQUS簡介23-26
• 3.2.1 動(dòng)力學(xué)中的有限元理論23-24
• 3.2.2 有限元思想及算法24-25
• 3.2.3 ABAQUS軟件簡介25-26
• 3.3 有限元模型的建立26-31
• 3.4 導(dǎo)波的激勵(lì)方法31-34
• 3.4.1 縱向軸對(duì)稱模態(tài)的激勵(lì)接收31-34
• 3.5 模型的加載方式和邊界條件34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-37
• 第四章 彎曲圓桿導(dǎo)波檢測(cè)數(shù)值模擬37-55
• 4.1 彎曲圓桿L(0,1)模態(tài)導(dǎo)波傳播的數(shù)值模擬37-40
• 4.2 相同折彎角度時(shí)，不同折彎半徑下導(dǎo)波的傳播40-42
• 4.3 相同的折彎半徑時(shí)，，不同折彎角度下對(duì)導(dǎo)波的傳播42-44
• 4.4 L(0,1)模態(tài)導(dǎo)波檢測(cè)彎曲圓桿缺陷的模擬44-54
• 4.4.1 周向腐蝕型缺陷對(duì)超聲導(dǎo)波傳播特性的影響46-47
• 4.4.2 深度腐蝕型缺陷對(duì)超聲導(dǎo)波傳播特性的影響47-49
• 4.4.3 軸向腐蝕型缺陷對(duì)超聲導(dǎo)波傳播特性的影響49-51
• 4.4.4 刻槽狀缺陷對(duì)超聲導(dǎo)波傳播特性的影響51-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 彎曲圓桿缺陷的導(dǎo)波檢測(cè)實(shí)驗(yàn)55-64
• 5.1 概述55
• 5.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)55-57
• 5.3 縱向模態(tài)導(dǎo)波實(shí)驗(yàn)檢測(cè)和數(shù)值模擬對(duì)比57-63
• 5.3.1 刻槽狀缺陷彎曲圓桿數(shù)值模擬58-60
• 5.3.2 刻槽狀缺陷彎曲圓桿實(shí)驗(yàn)研究60-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)和展望64-67
• 6.1 論文總結(jié)64-65
• 6.2 研究展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和參加科研情況70-71
• 致謝71-72

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 何存富,吳斌,范晉偉;超聲柱面導(dǎo)波技術(shù)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J];力學(xué)進(jìn)展;2001年02期

2 岳向紅,劉明貴,李祺;錨桿檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J];土工基礎(chǔ);2005年03期

本文編號(hào)：637957