發(fā)布時(shí)間：2017-11-15 13:17

  本文關(guān)鍵詞：蘭姆波單一模態(tài)的激勵(lì)及與缺陷相互作用的研究

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【摘要】：厚度低于6mm的薄板材在工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛,然而薄板材在制造過程中不可避免的帶來缺陷,因此需要對(duì)薄板材進(jìn)行無損檢測。但傳統(tǒng)的無損檢測技術(shù)易受外界環(huán)境干擾、對(duì)環(huán)境有污染等原因而限制他們在無損檢測中的應(yīng)用范圍。而電磁超聲檢測技術(shù)由于無需耦合劑、檢測速度快等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于薄板材的無損檢測。但是用于檢測薄板的電磁超聲蘭姆波具有多模態(tài)和頻散特性,從而限制了蘭姆波的應(yīng)用范圍。為此,本文將研究影響蘭姆波特性,從而消減多模態(tài)特性,激發(fā)單一模態(tài)蘭姆波。本文主要基于有限元分析方法研究蘭姆波的聲場指向性以及不同模態(tài)板波的群速度、相速度、位移幅值的變化趨勢。仿真結(jié)果表明：激發(fā)頻率在0.08-1Mhz時(shí)僅存在A0和SO模態(tài),這兩種模態(tài)在聲軸線具有較強(qiáng)的聲場指向性。當(dāng)激勵(lì)頻率小于0.188Mhz時(shí),僅存在A0模態(tài)。當(dāng)激勵(lì)頻率大于0.45Mhz時(shí),S0模態(tài)位移幅值逐漸增大且大于A0模態(tài),在激勵(lì)頻率在0.64Mhz時(shí)S0模態(tài)位移幅值較大。通過對(duì)激發(fā)頻率的選擇可以有效的選擇期望的蘭姆波模態(tài)。但是由仿真結(jié)果可知,選擇合適的激發(fā)頻率雖然可以消減干擾模態(tài)的影響但是卻沒有完全消除。在此基礎(chǔ)上,對(duì)洛倫茲力合力的方向進(jìn)行研究,利用有限元軟件分析當(dāng)洛倫茲力方向變化時(shí),對(duì)蘭姆波模態(tài)質(zhì)點(diǎn)位移幅值的影響。結(jié)果表明：在0.64MHz頻率下,保持洛倫茲力大小不變,通過改變洛倫茲力方向,增加X軸方向的力可以增加S0模態(tài)的位移幅值,同時(shí)消減A0模態(tài)的位移幅值,從而實(shí)現(xiàn)了lamb wave單一模態(tài)的激勵(lì)。此外,本文還基于有限元方法研究了SO模態(tài)和A0模態(tài)與缺陷的相互作用。通過對(duì)鋁板厚度方向上不同位置的缺陷進(jìn)行仿真分析,仿真結(jié)果表明：當(dāng)缺陷關(guān)于板中心非對(duì)稱時(shí),SO模態(tài)經(jīng)過缺陷后發(fā)生的模態(tài)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象最明顯。而當(dāng)缺陷關(guān)于板中心對(duì)稱時(shí),S0模態(tài)經(jīng)過缺陷后發(fā)生的模態(tài)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象不明顯,特別是當(dāng)缺陷位于鋁板的上下表面時(shí),模態(tài)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象最弱。本文通過有限元方法對(duì)蘭姆波特性和蘭姆波與缺陷的相互作用進(jìn)行研究,為蘭姆波模態(tài)單一模態(tài)的激勵(lì)、回波信號(hào)的分析提供了基本依據(jù),在快速準(zhǔn)確的電磁超聲無損探傷方面具有重要的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG115.28

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 鄭陽;何存富;周進(jìn)節(jié);張也弛;;超聲Lamb波在缺陷處的二維散射特性研究[J];工程力學(xué);2013年08期

2 徐可北;金屬薄板蘭姆波檢驗(yàn)技術(shù)[J];無損檢測;1999年10期

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本文編號(hào)：1189912