本文關(guān)鍵詞：基于有限元法超聲波頻散曲線的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有快捷、靈敏、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),該技術(shù)已成為無(wú)損檢測(cè)中最為重要的方法之一,廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械以及海洋探測(cè)等領(lǐng)域。由于超聲波在結(jié)構(gòu)中傳播時(shí),會(huì)發(fā)生頻散和多模態(tài)現(xiàn)象,給檢測(cè)帶來(lái)很大的麻煩,為了避免選擇頻散嚴(yán)重的區(qū)域和使分析過(guò)程產(chǎn)生較少的模態(tài),選擇合適的激勵(lì)信號(hào)中心頻率,成為超聲無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域中急需解決的難題,而選擇合適的中心頻率,必須根據(jù)導(dǎo)波的相速度和群速度頻散曲線。對(duì)于簡(jiǎn)單各向同性結(jié)構(gòu)比如:板、棒、管等波導(dǎo)結(jié)構(gòu),其頻散曲線可以通過(guò)傳統(tǒng)的波動(dòng)求解方法得到,然而對(duì)于復(fù)雜或者復(fù)合材料等結(jié)構(gòu),很難使用解析法進(jìn)行求解,前人研究的也比較少,嚴(yán)重制約著超聲波無(wú)損檢測(cè)的發(fā)展。所以本文提出一種快捷、有效的頻散曲線繪制方法,有限元模態(tài)分析法,具體工作如下:首先,對(duì)有限元模態(tài)分析法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述。介紹了有限元模態(tài)分析法計(jì)算頻散特性的基本原理,相速度和群速度的計(jì)算方法,單元和模型尺寸計(jì)算準(zhǔn)則,單元類型的選擇以及建模注意事項(xiàng)。其次,對(duì)有限元模態(tài)分析法繪制Lamb波的頻散曲線進(jìn)行驗(yàn)證。在ABAQUS軟件“后處理-可視化模塊”,識(shí)別所需模態(tài)的振型,提取對(duì)應(yīng)模態(tài)振型的固有頻率,由公式計(jì)算相應(yīng)頻率對(duì)應(yīng)的相速度和群速度,經(jīng)MATLAB軟件數(shù)據(jù)處理獲得薄板的相速度和群速度頻散曲線,并與解析法得到的相速度和群速度頻散曲線對(duì)比,確定該方法的正確性。然后,對(duì)有限元模態(tài)分析法繪制管道結(jié)構(gòu)中縱向?qū)Рǖ念l散曲線進(jìn)行驗(yàn)證。使用與薄板同樣的方法進(jìn)行模態(tài)分析、振型識(shí)別、頻率的提取、數(shù)據(jù)處理、頻散曲線的繪制以及對(duì)比。確定該方法的正確性,為后文該法的應(yīng)用做準(zhǔn)備。最后,對(duì)有限元模態(tài)分析法的應(yīng)用進(jìn)行闡述。使用有限元模態(tài)分析法分別繪制圓管周向?qū)Рê蛷?fù)合材料結(jié)構(gòu)的頻散曲線,簡(jiǎn)單介紹復(fù)合材料的建模方法,通過(guò)分析周向?qū)Рê蛷?fù)合材料結(jié)構(gòu)的相速度和群速度頻散曲線。從而確定有限元模態(tài)分析法對(duì)研究超聲導(dǎo)波頻散特性具有指導(dǎo)作用,為研究那些很難用解析法得到頻散曲線的結(jié)構(gòu),提供了一種可行的方法。
【關(guān)鍵詞】：有限元法 模態(tài)分析 超聲波 頻散曲線
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB559
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景與意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 超聲導(dǎo)波傳播特性國(guó)外現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 超聲導(dǎo)波傳播特性國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀13
• 1.3 全文研究的主要工作及內(nèi)容13-15
• 第二章 基本理論15-28
• 2.1 超聲導(dǎo)波基本理論15-20
• 2.1.1 超聲導(dǎo)波概念15
• 2.1.2 相速度和群速度15-18
• 2.1.3 多模態(tài)性及頻散現(xiàn)象18-20
• 2.2 有限元模態(tài)分析法頻散曲線計(jì)算原理20-27
• 2.2.1 有限元模態(tài)分析法的基本原理20-21
• 2.2.2 超聲導(dǎo)波的數(shù)值模擬理論分析21-24
• 2.2.3 確定單元尺寸和模型長(zhǎng)度24-25
• 2.2.4 ABAQUS單元類型的選擇25-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 有限元模態(tài)分析法的驗(yàn)證28-46
• 3.1 模態(tài)分析法繪制板中頻散曲線的研究28-36
• 3.1.1 Lamb波概述28-29
• 3.1.2 二維板模型的創(chuàng)建及其頻率的提取29-31
• 3.1.3 Lamb波頻散曲線的繪制及準(zhǔn)確性驗(yàn)證31-36
• 3.2 模態(tài)分析法繪制管中頻散曲線的研究36-45
• 3.2.1 圓管中的導(dǎo)波概述36-38
• 3.2.2 空心圓柱體模型建立及其頻率提取38-41
• 3.2.3 縱向?qū)Рl散曲線的繪制及準(zhǔn)確性驗(yàn)證41-45
• 3.3 本章小結(jié)45-46
• 第四章 有限元模態(tài)分析法在周向?qū)Рㄖ械膽?yīng)用46-52
• 4.1 周向?qū)Рǜ攀?/span>46-51
• 4.1.1 周向模型的建立及其頻率提取47-50
• 4.1.2 周向?qū)Рl散曲線的繪制50-51
• 4.2 本章小結(jié)51-52
• 第五章 有限元模態(tài)分析法在復(fù)合材料中的應(yīng)用52-69
• 5.1 復(fù)合材料概述及研究意義52-67
• 5.1.1 單向復(fù)合材料模型的建立及其頻率提取53-58
• 5.1.2 復(fù)合材料單向板頻散曲線的繪制58-61
• 5.1.3 復(fù)合材料層合板模型創(chuàng)建及其頻率提取61-65
• 5.1.4 復(fù)合材料層合板頻散曲線的繪制65-67
• 5.2 本章小結(jié)67-69
• 第六章 工作總結(jié)與展望69-72
• 6.1 論文工作總結(jié)69-70
• 6.2 論文展望70-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 攻讀碩士期間研究成果76-77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 羅巖;超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：基于有限元法超聲波頻散曲線的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：309807