常規(guī)超聲波法在檢測大型環(huán)直焊縫時存在著近表面盲區(qū)、檢測效率低等問題。與常規(guī)超聲波法不同,超聲Lamb波衰減慢,傳播距離長,從而克服常規(guī)超聲波法需要逐點掃描的弊端,同時無需大面積清除和復原防腐漆面和防寒包覆層,極大的提高檢測效率,并且使得檢測費用大大降低。本文采用LS-DYNA對超聲Lamb波在焊縫中的傳播及與缺陷的作用過程進行了數(shù)值仿真。激勵信號中心頻率為0.5MHz,鋁板厚度為4mm。首先,研究了焊縫截面形狀變化對超聲Lamb波傳播過程的影響。當焊縫余高增加時,聲場峰值能量先增加后減少,在焊縫余高1.2mm時達到最高。當余高達到2.0mm時,回波波包時域?qū)挾茸儗�。當焊縫寬度增加時,聲場峰值能量先增加后減少,在焊縫寬度15mm時達到最高,焊縫寬度不影響回波模態(tài)。其次,研究了鋁板曲率對Lamb波傳播過程的影響,發(fā)現(xiàn)曲率變化對Lamb波傳播過程及回波信號影響較小。最后,利用布爾操作構(gòu)造了不同位置的橫向槽狀缺陷、孔狀缺陷,并采用A0和A1模態(tài)Lamb波對其檢測過程進行了仿真研究。結(jié)果表明:A0模態(tài)入射的Lamb波與缺陷作用的回波幅值與缺陷尺寸線性相關(guān),可用以表征缺陷尺寸。A1模態(tài)缺陷回波幅值... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的與意義
    1.2 超聲Lamb波檢測技術(shù)發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 超聲Lamb波檢測技術(shù)發(fā)展概況
        1.2.2 超聲Lamb波數(shù)值模擬
        1.2.3 超聲Lamb波實驗研究
        1.2.4 超聲Lamb波回波信號處理
    1.3 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 理論與實驗研究準備
    2.1 超聲Lamb波理論分析與激勵角度的確定
        2.1.1 超聲Lamb波基本理論及檢測原理
        2.1.2 頻散曲線的繪制
        2.1.3 激勵角度的確定
    2.2 超聲Lamb波檢測數(shù)值仿真參數(shù)確定
        2.2.1 超聲Lamb波檢測數(shù)值仿真過程
        2.2.2 單元選擇及材料參數(shù)
        2.2.3 網(wǎng)格劃分及時間步的確定
        2.2.4 激勵信號的選取
    2.3 超聲Lamb波檢測實驗準備
第3章 Lamb波在鋁合金焊縫中的傳播特性研究
    3.1 引言
    3.2 檢測模態(tài)的分析與選取
        3.2.1 模態(tài)選取的仿真研究
        3.2.2 模態(tài)選取的實驗研究
    3.3 焊縫截面形狀變化對Lamb波傳播過程的影響
        3.3.1 焊縫余高變化對Lamb傳播過程的影響
        3.3.2 焊縫寬度變化對Lamb波傳播過程的影響
    3.4 板材曲率變化對Lamb波傳播過程的影響
    3.5 超聲Lamb波聲場分布
    3.6 本章小結(jié)
第4章 超聲Lamb波與焊縫缺陷作用研究
    4.1 超聲Lamb波與橫向槽狀缺陷作用仿真研究
        4.1.1 A_0模態(tài)與橫向槽狀缺陷作用
        4.1.2 A_1模態(tài)與橫向槽狀缺陷作用
    4.2 超聲Lamb波與孔狀缺陷作用的仿真研究
        4.2.1 A_0模態(tài)與孔缺陷作用
        4.2.2 A_1模態(tài)與孔缺陷作用
    4.3 超聲Lamb波與缺陷作用的實驗研究
        4.3.1 A_0模態(tài)與缺陷作用的實驗驗證
        4.3.2 A_1模態(tài)與缺陷作用的實驗驗證
    4.4 探頭頻率對Lamb波回波信號影響的實驗研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 超聲Lamb波回波信號時頻分析
    5.1 超聲Lamb波回波信號時頻分析
    5.2 STFT在Lamb波信號識別中的研究
    5.3 WT在Lamb波信號識別中的研究
    5.4 1.5 MHz探頭下A_0、A_1模態(tài)回波信號時頻分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]超聲導波頻散與多模態(tài)問題及其形態(tài)解卷積方法研究[D]. 李翔.電子科技大學 2013
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碩士論文
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[2]鋼軌軌底斜裂紋及焊縫的導波檢測方法研究[D]. 盛華吉.南昌航空大學 2016
[3]基于Lamb波信號時頻分析的鋁合金結(jié)構(gòu)損傷檢測的研究[D]. 林宇.電子科技大學 2014
[4]Lamb波在板中缺陷檢測的有限元模擬和實驗研究[D]. 董彥磊.電子科技大學 2013
[5]不銹鋼薄板激光焊接接頭的Lamb波檢測與仿真[D]. 劉強.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[6]激光超聲信號的處理與研究[D]. 和儒輝.南京航空航天大學 2012
[7]復雜薄壁結(jié)構(gòu)釬焊接頭超聲信號特征與檢測方法[D]. 劉磊.哈爾濱工業(yè)大學 2009



本文編號：3505094