本文選題：超聲波 + 散射��； 參考：《華中科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：為了研究超聲波傳播過程中與固體中缺陷的相互作用機(jī)理，本文利用有限元模擬仿真法和動態(tài)光彈法進(jìn)行了深入研究。 一方面，通過有限元仿真法模擬超聲波在固體中的傳播特性。首先，以超聲波在介質(zhì)中的傳播速度為參考量，分析、驗(yàn)證ANSYS軟件對超聲波在固體中的傳播特性仿真的可行性；其次，利用ANSYS軟件對圓孔、裂紋等典型缺陷模型進(jìn)行超聲波傳播的有限元仿真，分析這兩種缺陷與超聲波的相互作用機(jī)理。 另一方面，基于靜態(tài)光彈原理和頻閃成像原理，設(shè)計(jì)研制動態(tài)光彈性觀測裝置，對超聲波在固體中的傳播特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。該動態(tài)光彈觀測裝置主要由光彈模塊和頻閃控制模塊組成。光彈模塊將應(yīng)力的大小以光強(qiáng)弱的形式表現(xiàn)出來，具體表現(xiàn)為明暗條紋。頻閃控制模塊則主要彌補(bǔ)靜態(tài)光彈原理的不足，實(shí)現(xiàn)聲光同步延時控制功能。根據(jù)頻閃成像原理的時序要求，利用Verilog硬件描述語言控制FPGA(FieldProgrammable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)平臺，實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)裝置的控制，再經(jīng)過放大電路后驅(qū)動頻閃LED光源，成功實(shí)現(xiàn)了超聲波可視化的設(shè)計(jì)要求。
[Abstract]:In order to study the interaction mechanism between the ultrasonic wave and the defects in solids, the finite element simulation method and dynamic photoelastic method are used in this paper. On the one hand, the finite element simulation method is used to simulate the propagation characteristics of ultrasonic wave in solid. Firstly, taking the velocity of ultrasonic wave propagation in medium as reference, the feasibility of simulating the propagation characteristics of ultrasonic wave in solid by ANSYS software is verified. Secondly, the circular hole is simulated by ANSYS software. The finite element simulation of ultrasonic propagation is carried out on typical defect models such as cracks, and the interaction mechanism between these two defects and ultrasonic wave is analyzed. On the other hand, based on the principle of static photoelasticity and stroboscopic imaging, a dynamic photoelastic observation device is designed and developed, and the propagation characteristics of ultrasonic wave in solid are studied experimentally. The dynamic photoelastic observation device is mainly composed of photoelastic module and stroboscopic control module. The photoelastic module displays the stress in the form of light intensity and dark stripe. The stroboscopic control module mainly compensates the deficiency of the static photoelastic principle and realizes the acousto-optic synchronous delay control function. According to the timing requirement of stroboscopic imaging principle, using Verilog hardware description language to control FPGA FieldProgrammable Gate Array, to realize the control of experimental device, and then drive stroboscopic LED light source after amplifying circuit. The design requirements of ultrasonic visualization are successfully realized.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TB55

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本文編號：2043137