【摘要】：近年來(lái),超聲導(dǎo)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)由于傳播距離遠(yuǎn)、檢測(cè)速度快、衰減小、效率高等優(yōu)點(diǎn),而且檢測(cè)時(shí)無(wú)須剝離包覆層,能進(jìn)行高溫檢測(cè),能檢測(cè)管道整個(gè)截面的信息,已逐漸成為管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究與發(fā)展的重要方向。為了指導(dǎo)超聲導(dǎo)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際檢測(cè)中的應(yīng)用,本文利用ANSYS有限元分析軟件數(shù)值模擬L(0,2)導(dǎo)波在直管和彎管中的傳播特性,以及檢測(cè)直管和彎管中的裂紋缺陷。根據(jù)超聲導(dǎo)波的頻散特性和模態(tài)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象,本文選擇縱向模態(tài)L(0,2)導(dǎo)波作為管道缺陷檢測(cè)的模態(tài)導(dǎo)波。首先,對(duì)超聲導(dǎo)波的傳播特性進(jìn)行分析:對(duì)直管和彎管中的L(0,2)導(dǎo)波傳播進(jìn)行可視化模擬,通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)導(dǎo)波經(jīng)過(guò)管道彎曲部分時(shí),發(fā)生了模態(tài)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象;當(dāng)彎管材料物性發(fā)生變化時(shí),L(0,2)導(dǎo)波的透射系數(shù)發(fā)生變化,從其透射系數(shù)曲線可以發(fā)現(xiàn)激發(fā)頻率在(80~95)k Hz時(shí),L(0,2)導(dǎo)波的透射系數(shù)相對(duì)較高,從理論上表明更適合檢測(cè)彎管中的缺陷。其次,對(duì)含不同尺寸裂紋缺陷的直管和彎管進(jìn)行模擬研究;發(fā)現(xiàn)相同尺寸的直管裂紋缺陷反射回波信號(hào)比彎管裂紋缺陷反射回波信號(hào)強(qiáng),說(shuō)明管道彎曲部分會(huì)阻礙導(dǎo)波的傳播;隨著裂紋缺陷尺寸的增大,其反射回波信號(hào)也增強(qiáng)。當(dāng)管道材料物性發(fā)生變化時(shí),從模擬計(jì)算結(jié)果看,發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷反射回波信號(hào)強(qiáng)度和端面反射回波信號(hào)強(qiáng)度都發(fā)生改變,有的甚至出現(xiàn)模態(tài)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。最后,模擬溫度在20°C、100°C、300°C和500°C四種情況下管道的裂紋缺陷,發(fā)現(xiàn)溫度升高,導(dǎo)波波速會(huì)變小,并且發(fā)生模態(tài)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。本文基于數(shù)值模擬研究L(0,2)導(dǎo)波在直管和90°彎管中的一些傳播特性以及檢測(cè)裂紋缺陷的一些數(shù)據(jù),為管道檢測(cè)的工程應(yīng)用提供了重要理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG115.285

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本文編號(hào)：2742093