本文選題：改進的半解析有限元模型　切入點：縱向模態(tài)導波　出處：《機械工程學報》2015年12期

【摘要】：針對波源對縱向模態(tài)導波在管道中傳播的影響問題,建立改進的管道縱向模態(tài)導波半解析有限元(Semi-analytical finite element,SAFE)模型,相對先前的SAFE模型,實現縱向模態(tài)導波的單獨計算求解,提高了計算效率。在此基礎上,利用正交模態(tài)展開法建立波源對縱向模態(tài)導波在管道中傳播影響的數學模型,分析數學模型可以看到縱向模態(tài)導波的幅值取決于導波的波結構和波源特性。為論證波源對縱向模態(tài)導波在管道中傳播影響的數學模型,通過數值計算和試驗方法,從相同波源激勵的不同縱向模態(tài)導波之間的幅值關系和不同波源激勵的同一模態(tài)導波之間的幅值關系兩個方面開展研究工作。對比數值計算結果和試驗結果,說明建立的波源對縱向模態(tài)導波在管道中傳播影響的數學模型是可信的。研究結論為設計合適的導波傳感器實現在管道中激勵特定的縱向模態(tài)導波奠定了基礎。
[Abstract]:Aiming at the influence of wave source on the propagation of longitudinal modal guided wave in pipeline, an improved semi-analytical finite element semi-analytical finite element (SAFEE) model of longitudinal modal guided wave in pipeline is established. Compared with the previous SAFE model, the longitudinal modal guided wave can be solved separately. On the basis of this, the mathematical model of the influence of the wave source on the longitudinal mode guided wave propagation in the pipeline is established by using the orthogonal mode expansion method. By analyzing the mathematical model, we can see that the amplitude of longitudinal mode guided wave depends on the wave structure and wave source characteristics. In order to demonstrate the influence of wave source on the propagation of longitudinal mode guided wave in pipeline, the numerical calculation and experimental method are used. The research work is carried out from two aspects: the amplitude relationship between different longitudinal mode guided waves excited by the same wave source and the amplitude relationship between the same mode guided waves excited by different wave sources. The numerical results are compared with the experimental results. It is shown that the mathematical model of the influence of the wave source on the propagation of longitudinal mode guided waves in pipeline is credible. The research results lay a foundation for the design of appropriate guided wave sensors to excite specific longitudinal mode guided waves in pipelines.
【作者單位】： 浙江大學現代制造工程研究所;浙江大學數字技術及儀器研究所;杭州浙達精益機電技術股份有限公司;
【基金】：國家自然科學基金(51275454,61271084) 質檢公益性行業(yè)科研專項(20140027) 中央高�；究蒲袠I(yè)務費專項資助項目
【分類號】：TG115.28

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

1 竺冉;呂福在;唐志峰;王飛;;磁致伸縮縱向導波傳感器中偏置磁場的優(yōu)化設計[J];傳感技術學報;2011年03期

2 林曉平;劉增華;雷振坤;武湛君;;水下帶粘彈性層輸油管道中縱向導波的傳播特性[J];工程力學;2012年04期

3 劉增華;何存富;楊士明;王秀彥;吳斌;;充水管道中縱向超聲導波傳播特性的理論分析與試驗研究[J];機械工程學報;2006年03期

4 張小偉;唐志峰;呂福在;王亞東;柳偉續(xù);;基于半解析有限元法的多層管超聲導波數值模擬與試驗研究[J];機械工程學報;2014年08期

5 他得安,劉鎮(zhèn)清;充粘液管材中超聲縱向軸對稱導波的頻散特性分析[J];聲學學報;2005年03期

6 劉增華;吳斌;王秀彥;何存富;;帶粘彈性包覆層充液管道中的超聲導波縱向模態(tài)[J];聲學學報;2007年04期

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉增華;何存富;吳斌;王秀彥;;利用斜探頭在管道中選取縱向模態(tài)的實驗研究[J];工程力學;2009年03期

2 林曉平;劉增華;雷振坤;武湛君;;水下帶粘彈性層輸油管道中縱向導波的傳播特性[J];工程力學;2012年04期

3 ;PROPAGATION CHARACTERISTICS OF HIGH ORDER LONGITUDINAL MODES IN STEEL STRANDS AND THEIR APPLICATIONS[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2008年06期

4 吳斌;頡小東;李昱昊;劉增華;何存富;謝偉達;;鋼花管中低頻縱向超聲導波傳播特性的試驗研究[J];工程力學;2012年08期

5 閻石;何彬彬;趙乃志;;管結構導波頻散曲線繪制與試驗驗證[J];工程力學;2012年S2期

6 邱建;徐浩;侯德鑫;葉樹亮;;基于初始磁導率的鐵氧體裂紋檢測[J];傳感技術學報;2013年07期

7 王道順;楊彥艷;王曉煜;葛志強;;旋轉軸超聲導波激勵信號發(fā)生器的研制[J];大連交通大學學報;2014年01期

8 田振華;徐鴻;李鴻源;常愿;;基于傳遞函數法的蘭姆波解析模擬[J];固體力學學報;2014年03期

9 胡劍虹;唐志峰;呂福在;姜曉勇;;基于SAFE的層狀結構導波傳播特性研究[J];工程力學;2014年11期

10 包化;謝濤;王偉;徐俊;余開慶;鐘萬里;;基于L(0,2)超聲導波的管道裂紋損傷回波特征分析[J];廣東電力;2015年05期

相關會議論文 前4條

1 林曉平;雷振坤;劉增華;武湛君;;水下輸油管道中軸對稱導波的頻散特性[A];力學與工程應用（第十三卷）[C];2010年

2 宋振華;劉鋒;馬宏偉;;縱向超聲導波管道損傷檢測中模態(tài)轉換現象的實驗研究[A];Proceedings of the 2010 Symposium on Piezoelectricity,Acoustic Waves and Device Applications[C];2010年

3 閻石;何彬彬;趙乃志;;管結構導波頻散曲線繪制與試驗驗證[A];第20屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅱ冊）[C];2011年

4 他得安;王威琪;汪源源;;相位譜法研究長骨中超聲導波的頻散[A];2007'儀表，自動化及先進集成技術大會論文集（一）[C];2007年

相關博士學位論文 前10條

1 蘭凱;鉆孔樁砼灌面超聲波測量的關鍵技術及其實現[D];中國地質大學;2008年

2 王冰;超聲導波在電廠管道完整性監(jiān)測中的應用研究[D];華北電力大學（北京）;2010年

3 劉慧芳;超磁致伸縮材料力傳感執(zhí)行器關鍵技術研究[D];大連理工大學;2012年

4 周進節(jié);基于時間反轉方法的超聲導波檢測設備研制及其應用研究[D];北京工業(yè)大學;2012年

5 符浩;基于虛擬聚焦理論的超聲導波管道檢測技術研究[D];北京工業(yè)大學;2012年

6 趙乃志;利用壓電超聲導波時間反轉法的管道結構裂紋監(jiān)測研究[D];大連理工大學;2013年

7 趙繼辰;螺旋波紋結構超聲導波傳播特性及典型缺陷檢測研究[D];北京工業(yè)大學;2013年

8 張逍越;面向結構健康監(jiān)測的Lamb波力學建模研究[D];南京航空航天大學;2012年

9 許西寧;基于超聲導波的無縫線路鋼軌應力在線監(jiān)測技術應用基礎研究[D];北京交通大學;2014年

10 張艾萍;污垢和超聲波對場協同的影響及除垢效果評價研究[D];華北電力大學;2013年

相關碩士學位論文 前10條

1 丁穗坤;斜拉橋關鍵構件腐蝕損傷聲發(fā)射監(jiān)測技術[D];大連理工大學;2011年

2 熊紅芬;鋼絞線缺陷超聲導波檢測信號特性實驗研究[D];華中科技大學;2011年

3 張濤;海洋平臺導管架對AE波傳播機制影響研究及設備智能點檢系統(tǒng)開發(fā)[D];北京化工大學;2011年

4 梁震;薄鋼板電磁超聲板波探傷技術的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2012年

5 肖慧麗;含裂紋管道損傷檢測的數值研究[D];暨南大學;2008年

6 宋振華;基于小波分析的超聲導波法管道損傷檢測研究[D];暨南大學;2009年

7 靳志勝;磁致伸縮導波無損檢測方法與仿真試驗研究[D];湖北工業(yè)大學;2009年

8 朱英奎;管狀結構中超聲導波檢測特性實驗研究[D];河北科技大學;2010年

9 喻浩;力磁耦合作用下磁致伸縮導波檢測理論與仿真實驗研究[D];湖北工業(yè)大學;2010年

10 齊向上;基于超聲導波技術的充液管道損傷檢測實驗研究[D];暨南大學;2012年

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 楊衛(wèi)娟,周俊虎,曹欣玉,劉建忠,周志軍,岑可法;鍋爐管道泄漏知識及應用現狀[J];動力工程;2000年06期

2 鄔義杰,劉楚輝;超磁致伸縮驅動器設計準則的建立[J];工程設計學報;2004年04期

3 王悅民;孫豐瑞;康宜華;武新軍;;基于磁致伸縮效應的管道檢測縱向導波模型[J];華中科技大學學報(自然科學版);2006年12期

4 王悅民,康宜華,武新軍;磁致伸縮效應在圓管中激勵縱向導波的理論和試驗研究[J];機械工程學報;2005年10期

5 劉增華;何存富;楊士明;王秀彥;吳斌;;充水管道中縱向超聲導波傳播特性的理論分析與試驗研究[J];機械工程學報;2006年03期

6 何存富;孫雅欣;王秀彥;張青;劉增華;吳斌;;高頻縱向超聲導波在埋于無限大介質中鋼桿的傳播特性[J];機械工程學報;2007年03期

7 劉增華;何存富;吳斌;王秀彥;;帶粘彈性包覆層管道中的縱向模態(tài)[J];機械工程學報;2007年04期

8 陳華敏,師學明,張云姝,李振宇,魯永康,李大心;管道泄漏檢測技術進展[J];安全與環(huán)境工程;2003年03期

9 何存富,吳斌,范晉偉;超聲柱面導波技術及其應用研究進展[J];力學進展;2001年02期

10 何存富;孫雅欣;吳斌;王秀彥;劉增華;;高頻縱向導波在鋼桿中傳播特性的研究[J];力學學報;2007年04期

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 鐘凱慧;張偉偉;馬宏偉;;利用縱向導波進行管道裂紋參數識別的實驗研究[J];機械強度;2012年06期

2 周進節(jié);何存富;鄭陽;吳斌;;時反導波對管中通透裂紋擴張過程的檢測規(guī)律研究[J];應用基礎與工程科學學報;2012年06期

3 張伯瑩;王羽楠;;管道低頻導波檢驗技術[J];中國高新技術企業(yè);2013年11期

4 董為榮;帥健;許葵;;管道T(0,1)模態(tài)導波檢測數值模擬研究[J];無損檢測;2008年03期

5 袁建鵬;武新軍;徐江;從明;;磁致伸縮導波檢測軟件開發(fā)[J];無損檢測;2013年09期

6 王悅民;劉勇;沈立華;朱龍翔;;管道中磁致伸縮導波傳播方向控制理論與試驗[J];海軍工程大學學報;2012年06期

7 羅會久;孫斌;邱容美;李靜;代影春;;站場管道的導波檢測技術[J];油氣田地面工程;2013年07期

8 李德春;儲層中的導波[J];物探化探計算技術;1999年04期

9 李金紅;張雅超;邸艷玲;高炳軍;;采用導波桿方式超聲檢測高溫高壓管道壁厚的方法[J];無損檢測;2009年08期

10 鐘豐平;葉宇峰;程茂;項智;;導波技術檢測管道腐蝕的適用性分析[J];無損檢測;2009年09期

相關會議論文 前10條

1 李光海;焦陽;孫廣開;趙玉博;朱英奎;;鋼管中L(0,2)與T(0,1)模態(tài)導波數值模擬與特性分析[A];壓力管道技術研究進展精選集——第四屆全國管道技術學術會議[C];2010年

2 張世功;吳先梅;張碧星;;時反導波的時長分析[A];2013中國西部聲學學術交流會論文集（上）[C];2013年

3 王朝華;蔡紅生;汪毅;;電站鍋爐主汽管道導波檢測[A];晉冀魯豫鄂蒙川云貴甘滬湘十二省區(qū)市機械工程學會2007年學術年會論文集（河南、貴州分冊）[C];2007年

4 他得安;易勇;劉鎮(zhèn)清;賀鵬飛;;管材內徑-壁厚比對管中導波行為的影響[A];中國聲學學會2001年青年學術會議[CYCA'01]論文集[C];2001年

5 王志華;陳建云;馬宏偉;;利用超聲縱向導波進行管道裂紋檢測的數值模擬[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

6 劉增華;吳斌;何存富;王秀彥;;充水管道導波檢測中縱向模態(tài)選取的實驗研究[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

7 鳳飛龍;張英堂;王秋萍;;圓管軸向導波端面反射的兩種解法[A];2014陜西省第十四屆無損檢測年會暨產品展示會論文集[C];2014年

8 王良云;武新軍;徐江;黃河;沈功田;;基于凌華采集卡的導波測試系統(tǒng)[A];2007'湖北·武漢NDT學術年會論文集[C];2007年

9 方俊鑫;;固體(波導)中的元激發(fā)與導波光的散射[A];第二屆全國光散射學術會議論文集（上）[C];1983年

10 鄭罡;王秉中;;應用高階二維頻域有限差分方法分析導波結構[A];2009年全國天線年會論文集（下）[C];2009年

相關博士學位論文 前10條

1 彭海闊;基于譜元法的導波傳播機理及結構損傷識別研究[D];上海交通大學;2010年

2 于保華;管道超聲軸對稱導波傳播特性的譜方法研究[D];浙江大學;2014年

3 王曉華;周期導波結構的研究[D];電子科技大學;2008年

4 楊永波;空心圓柱結構及板型結構中的導波檢測理論研究[D];中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所）;2009年

5 王志輝;新型太赫茲導波結構特性研究[D];電子科技大學;2012年

6 陳傳文;聲導波在鈮鎂酸鉛—鈦酸鉛單晶中傳播特性的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

7 龍盛蓉;管道磁致伸縮導波檢測機理及傳播特性研究[D];南昌大學;2014年

8 潘詠梅;新型介質導波結構傳輸和輻射特性的電磁場工程化方法研究[D];中國科學技術大學;2009年

9 張慧玲;復合筒結構中的周向導波[D];南京理工大學;2008年

10 谷付星;光學導波納米線及其傳感應用[D];浙江大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 陳衛(wèi)東;桿狀構件導波檢測的有限元模擬[D];華中科技大學;2009年

2 徐威;力磁作用下磁致伸縮導波傳播特性研究[D];湖北工業(yè)大學;2012年

3 齊文博;導波檢測分析算法與軟件研發(fā)及其在典型結構中的應用[D];北京工業(yè)大學;2012年

4 程濤;管道裂紋磁致伸縮導波檢測傳感器研制與開發(fā)[D];湖北工業(yè)大學;2012年

5 崔愛強;基于L（0，2）導波的管道缺陷檢測的模擬研究[D];華東理工大學;2013年

6 王良云;磁致伸縮導波檢測技術實驗研究[D];華中科技大學;2008年

7 竺冉;磁致伸縮縱向導波傳感器設計和應用研究[D];浙江大學;2011年

8 孫學偉;復雜結構中導波的傳播機理與結構損傷識別研究[D];上海交通大學;2013年

9 孫元斌;管道非連續(xù)處導波散射特性研究[D];大連理工大學;2013年

10 柯巖;基于磁致伸縮導波的鋼管無損檢測實驗研究[D];華中科技大學;2006年

，

本文編號：1659169