超聲導(dǎo)波由于具有傳播距離遠(yuǎn)、檢測(cè)范圍廣等特點(diǎn),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(wú)損檢測(cè)。但超聲導(dǎo)波具有多模態(tài)及頻散等特點(diǎn),特別在管道中模態(tài)數(shù)量較多,且以波動(dòng)特性也是最為復(fù)雜的彎曲模態(tài)為主,使得在檢測(cè)過(guò)程中信號(hào)識(shí)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(duì)某類缺陷和管道結(jié)構(gòu)徑向應(yīng)力等的檢測(cè)較為敏感,但是彎曲模態(tài)在實(shí)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(lì)方法,并應(yīng)用彎曲模態(tài)導(dǎo)波進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。本文對(duì)彎曲模態(tài)的傳播特性進(jìn)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(duì)不同頻率激勵(lì)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(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了在不同頻率和接收點(diǎn)時(shí)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(cè)的彎曲模態(tài)激勵(lì)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(duì)管道的缺陷檢測(cè),分析了F(1,1)模態(tài)和F(2,1)模態(tài)對(duì)不同缺陷的敏感度。結(jié)果表明:頻率在50kHz時(shí)可以得到較為干凈的單一彎曲模態(tài)導(dǎo)波。經(jīng)過(guò)對(duì)4種不同尺寸管道中彎曲模態(tài)...

【文章頁(yè)數(shù)】：55 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外在導(dǎo)波模態(tài)識(shí)別技術(shù)上的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)在導(dǎo)波模態(tài)識(shí)別技術(shù)上的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 彎曲模態(tài)信號(hào)處理的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)
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(guò)程
    3.1 ABAQUS軟件分析過(guò)程簡(jiǎn)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(lì)信號(hào)的選取
    3.3 中心頻率對(duì)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(duì)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(cè)模擬
    4.1 頻率和接收點(diǎn)對(duì)彎曲模態(tài)導(dǎo)波傳播的影響
    4.2 彎曲模態(tài)對(duì)管道缺陷的數(shù)值模擬
        4.2.1 縱向缺陷對(duì)F(1,1)、F(2,1)模態(tài)的影響
        4.2.2 橫向缺陷對(duì)F(1,1)、F(2,1)模態(tài)的影響
        4.2.3 缺陷類型對(duì)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(xiàn)
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3967252