基于超聲導波的管道損傷檢測技術研究
發(fā)布時間：2022-01-22 10:18
火炮是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中不可缺少的武器裝備,其安全性和可靠性一直備受關注。據(jù)統(tǒng)計,身管損傷是導致火炮事故的重要原因,因此實現(xiàn)身管損傷的及時檢測并采取一定的措施避免災難性事故的發(fā)生具有重要意義。目前常用的身管損傷檢測技術主要局限于表面缺陷且檢測效率較低、漏檢率高,因此迫切需要研究新的檢測方法。超聲導波由于檢測范圍廣、效率高、可以探測到結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷等優(yōu)點在無損檢測領域得到了廣泛的關注。這種方法根據(jù)聲波遇到損傷時發(fā)生的反射、散射等現(xiàn)象來檢測和評價損傷,原理相對簡單,但要應用到身管這類復雜管道結(jié)構(gòu)（膛線、凸臺、安裝孔等）還有許多問題需要深入研究,包括損傷與超聲導波的作用機理、損傷特征提取方法和損傷定位方法。針對上述問題,本文以火炮損傷檢測為背景,以管道類結(jié)構(gòu)為對象,對超聲導波在管道類結(jié)構(gòu)中的傳播特性、信號處理算法、損傷的檢測與定位方法、非線性超聲導波在微裂紋損傷檢測中的應用開展了理論、仿真和試驗方面的研究。主要工作包括:1.分析了超聲導波在管道中的傳播特性及其與損傷的相互作用規(guī)律。從Navier波動控制方程出發(fā)推導了管道中導波的波動方程,通過數(shù)值求解分析了超聲導波在管道中的頻散特性和波結(jié)構(gòu)特性;利用A...
【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
WavemakerG4管道檢測成像系統(tǒng)
國防科學技術大學研究生院碩士學位論文紹了超聲導波檢測中一些參數(shù)和方法的選取原則，并展望了導波在未來無損中的發(fā)展前景。2004 年他得安等[24]介紹了利用軸向功率流分布方法來選擇管聲檢測中的最佳導波模式及其最佳頻厚積。2008 年鄧菲[25]在時間反轉(zhuǎn)法的基提出了一種基于時間-空間聚焦理論的大范圍超聲導波檢測技術，該技術可以缺陷的檢測靈敏度，實現(xiàn)管道缺陷的軸向和周向定位。2010 年武穎[26]利用盲積算法和相位解纏算法實現(xiàn)管道缺陷的周向定位，華中科技大學的武新軍等制了一套非接觸式磁致伸縮導波管道無損檢測系統(tǒng)，可對帶包覆層管道進行檢測，檢測靈敏度達到了 6%的橫截面損失。2013 年趙乃志[28]將時間反轉(zhuǎn)法管道結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)，在國內(nèi)首次對充液埋地管道結(jié)構(gòu)的裂紋監(jiān)測進行了和試驗研究。
單元尺寸的確定元方法進行結(jié)構(gòu)受力分析是將需要分析的結(jié)構(gòu)劃分成單元、節(jié)點的受力情況從而得到整個結(jié)構(gòu)的受力情況分。單元劃分過疏，計算精度達不到要求；而單元劃采用一種滿足計算精度條件下的經(jīng)濟網(wǎng)格劃分策略。有足夠多的單元數(shù)，控制波形的傳播誤差在 0.5%內(nèi)件[32]：min 8 8phVLf 中心頻率下導波的最小波長，min(Vph)為最小相速度可得，L<3.2mm，取滿足條件的最小單元個數(shù)，網(wǎng)格分 340 個單元，周向劃分 128 個單元，徑向劃分為 型如圖 2.4 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于虛擬時間反轉(zhuǎn)聚焦的管道超聲導波檢測新方法[J]. 符浩,吳斌,何存富. 機械工程學報. 2013(12)
[2]基于時間反轉(zhuǎn)法的管道周向裂縫損傷檢測[J]. 趙乃志,閻石,齊霽. 沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2013(01)
[3]基于非軸對稱激勵的管道裂紋時反導波檢測研究[J]. 周進節(jié),何存富,鄭陽,吳斌. 機械工程學報. 2012(16)
[4]油氣管道檢測技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 杜金陽,范香,卜文海. 中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2011(12)
[5]非接觸式磁致伸縮導波管道無損檢測系統(tǒng)的研制[J]. 武新軍,徐江,沈功田. 無損檢測. 2010(03)
[6]圖像配準算法在炮管內(nèi)膛檢測中的應用[J]. 王國輝,鄭戈毅,李向榮. 科技導報. 2008(08)
[7]基于時反導波檢測的管道缺陷圓周定位研究[J]. 鄧菲,吳斌,何存富. 聲學學報(中文版). 2008(01)
[8]身管內(nèi)壁形貌檢測技術研究[J]. 王堅,蘇建剛,任現(xiàn)君. 中國測試技術. 2004(04)
[9]管材超聲檢測中導波模式及頻厚積的選擇[J]. 他得安,劉鎮(zhèn)清,賀鵬飛. 同濟大學學報(自然科學版). 2004(05)
[10]Hilbert-Huang變換在滾動軸承故障診斷中的應用[J]. 于德介,程軍圣,楊宇. 中國機械工程. 2003(24)
博士論文
[1]板狀金屬結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的非線性超聲理論與關鍵技術研究[D]. 胡海峰.國防科學技術大學 2011
碩士論文
[1]磁致伸縮導波管道無損檢測數(shù)字信號處理關鍵技術[D]. 鄭國軍.浙江大學 2013
[2]火炮身管在線無損檢測技術研究[D]. 郭銳.長春理工大學 2008
本文編號：3602016
【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
WavemakerG4管道檢測成像系統(tǒng)
國防科學技術大學研究生院碩士學位論文紹了超聲導波檢測中一些參數(shù)和方法的選取原則，并展望了導波在未來無損中的發(fā)展前景。2004 年他得安等[24]介紹了利用軸向功率流分布方法來選擇管聲檢測中的最佳導波模式及其最佳頻厚積。2008 年鄧菲[25]在時間反轉(zhuǎn)法的基提出了一種基于時間-空間聚焦理論的大范圍超聲導波檢測技術，該技術可以缺陷的檢測靈敏度，實現(xiàn)管道缺陷的軸向和周向定位。2010 年武穎[26]利用盲積算法和相位解纏算法實現(xiàn)管道缺陷的周向定位，華中科技大學的武新軍等制了一套非接觸式磁致伸縮導波管道無損檢測系統(tǒng)，可對帶包覆層管道進行檢測，檢測靈敏度達到了 6%的橫截面損失。2013 年趙乃志[28]將時間反轉(zhuǎn)法管道結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)，在國內(nèi)首次對充液埋地管道結(jié)構(gòu)的裂紋監(jiān)測進行了和試驗研究。
單元尺寸的確定元方法進行結(jié)構(gòu)受力分析是將需要分析的結(jié)構(gòu)劃分成單元、節(jié)點的受力情況從而得到整個結(jié)構(gòu)的受力情況分。單元劃分過疏，計算精度達不到要求；而單元劃采用一種滿足計算精度條件下的經(jīng)濟網(wǎng)格劃分策略。有足夠多的單元數(shù)，控制波形的傳播誤差在 0.5%內(nèi)件[32]：min 8 8phVLf 中心頻率下導波的最小波長，min(Vph)為最小相速度可得，L<3.2mm，取滿足條件的最小單元個數(shù)，網(wǎng)格分 340 個單元，周向劃分 128 個單元，徑向劃分為 型如圖 2.4 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于虛擬時間反轉(zhuǎn)聚焦的管道超聲導波檢測新方法[J]. 符浩,吳斌,何存富. 機械工程學報. 2013(12)
[2]基于時間反轉(zhuǎn)法的管道周向裂縫損傷檢測[J]. 趙乃志,閻石,齊霽. 沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2013(01)
[3]基于非軸對稱激勵的管道裂紋時反導波檢測研究[J]. 周進節(jié),何存富,鄭陽,吳斌. 機械工程學報. 2012(16)
[4]油氣管道檢測技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 杜金陽,范香,卜文海. 中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2011(12)
[5]非接觸式磁致伸縮導波管道無損檢測系統(tǒng)的研制[J]. 武新軍,徐江,沈功田. 無損檢測. 2010(03)
[6]圖像配準算法在炮管內(nèi)膛檢測中的應用[J]. 王國輝,鄭戈毅,李向榮. 科技導報. 2008(08)
[7]基于時反導波檢測的管道缺陷圓周定位研究[J]. 鄧菲,吳斌,何存富. 聲學學報(中文版). 2008(01)
[8]身管內(nèi)壁形貌檢測技術研究[J]. 王堅,蘇建剛,任現(xiàn)君. 中國測試技術. 2004(04)
[9]管材超聲檢測中導波模式及頻厚積的選擇[J]. 他得安,劉鎮(zhèn)清,賀鵬飛. 同濟大學學報(自然科學版). 2004(05)
[10]Hilbert-Huang變換在滾動軸承故障診斷中的應用[J]. 于德介,程軍圣,楊宇. 中國機械工程. 2003(24)
博士論文
[1]板狀金屬結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的非線性超聲理論與關鍵技術研究[D]. 胡海峰.國防科學技術大學 2011
碩士論文
[1]磁致伸縮導波管道無損檢測數(shù)字信號處理關鍵技術[D]. 鄭國軍.浙江大學 2013
[2]火炮身管在線無損檢測技術研究[D]. 郭銳.長春理工大學 2008
本文編號：3602016
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