本文關(guān)鍵詞：超聲導(dǎo)波在管中的頻散特性及實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 管道設(shè)備在石油化工、天然氣、電力和城市供水系統(tǒng)等部門中有著廣泛的應(yīng)用,但管道腐蝕、裂紋等缺陷引起的泄露無(wú)論對(duì)經(jīng)濟(jì)還是環(huán)境,都造成了巨大的損害,也給人們的生活帶來(lái)很大的不便。相對(duì)傳統(tǒng)的超聲管道無(wú)損檢測(cè)方法,導(dǎo)波檢測(cè)以其長(zhǎng)距離傳播、高效率、高靈敏度、低成本等優(yōu)點(diǎn),具有很大的優(yōu)越性。但由于管中導(dǎo)波的頻散和多模態(tài)特性,模態(tài)和檢測(cè)頻率的選擇成為導(dǎo)波檢測(cè)的關(guān)鍵。導(dǎo)波對(duì)管的檢測(cè)中,無(wú)論使用軸對(duì)稱導(dǎo)波還是非軸對(duì)稱導(dǎo)波,當(dāng)遇到具有非軸對(duì)稱性的缺陷時(shí),都會(huì)產(chǎn)生彎曲模態(tài)的回波。加之在某些檢測(cè)環(huán)境下,由于能觸及到的管壁面積有限,這時(shí)單探頭激勵(lì)法激發(fā)彎曲模態(tài)導(dǎo)波則成為比較理想的選擇。因此,對(duì)單探頭激發(fā)彎曲模態(tài)導(dǎo)波的研究具有重要意義。 本文分析了管中導(dǎo)波縱向、扭轉(zhuǎn)、彎曲三種模態(tài)的頻散特性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)用不銹鋼管中導(dǎo)波的頻散曲線選定合適的模態(tài)和激發(fā)頻率。通過(guò)測(cè)量導(dǎo)波的群速度值來(lái)驗(yàn)證激發(fā)的模態(tài),進(jìn)而對(duì)管中缺陷進(jìn)行檢測(cè)。 通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,得出了以下結(jié)論:(1)繪制出了縱向、扭轉(zhuǎn)、彎曲三種模態(tài)的相速度和群速度頻散曲線,并對(duì)其頻散特性進(jìn)行了分析。三種模態(tài)的頻散特性由其r/d比值決定,但與r、d的具體數(shù)值無(wú)關(guān)。r/d比值的改變對(duì)扭轉(zhuǎn)模態(tài)的頻散特性影響極小。對(duì)于L(0,1)模態(tài)來(lái)說(shuō),r/d比值越大,其頻散曲線與A_0模態(tài)越相近;fd值越大,其相速度與A_0模態(tài)的相速度差越小,L(0,2)模態(tài)和F(1,3)模態(tài)有相似規(guī)律。(2)選擇L(0,2)及F(n,3)模態(tài)為激發(fā)模態(tài),1MHz為激發(fā)頻率,確定31°為聲波入射角,在不銹鋼管中激發(fā)導(dǎo)波。實(shí)測(cè)導(dǎo)波群速度為5.298km/s,相對(duì)理論值的誤差為1.61%。(3)在本文實(shí)驗(yàn)條件下,可以對(duì)φ≥1.2mm的通孔缺陷進(jìn)行有效檢測(cè)。
【關(guān)鍵詞】：超聲導(dǎo)波 管道 頻散曲線 頻散特性 缺陷檢測(cè)
【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】：2009
【分類號(hào)】：TH878.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀10-15
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 基本理論16-30
• 2.1 超聲波的基本概念16-19
• 2.1.1 聲阻抗16
• 2.1.2 聲衰減16-17
• 2.1.3 超聲波在異質(zhì)界面處的反射與透射17-19
• 2.1.4 聲場(chǎng)19
• 2.2 導(dǎo)波的基本概念19-20
• 2.3 管中導(dǎo)波的基本理論20-25
• 2.4 導(dǎo)波的激發(fā)與接收25-26
• 2.5 信號(hào)處理和特征提取26-27
• 2.6 管道導(dǎo)波技術(shù)27-30
• 3 超聲導(dǎo)波在管中的頻散特性研究30-38
• 3.1 管中導(dǎo)波的頻散曲線30-32
• 3.2 壁厚、直徑對(duì)管中導(dǎo)波頻散曲線的影響32-38
• 3.2.1 r/d比值一定,r、d值不同時(shí)管中導(dǎo)波的頻散特性32-33
• 3.2.2 d值一定,r/d比值不同時(shí)管中導(dǎo)波的頻散特性33-35
• 3.2.3 r值一定,r/d比值不同時(shí)管中導(dǎo)波的頻散特性35-36
• 3.2.4 r/d比值不同時(shí),F(1,3)與L(0,2)模態(tài)的相互關(guān)系36-38
• 4 管中彎曲模態(tài)導(dǎo)波的實(shí)驗(yàn)研究38-52
• 4.1 實(shí)驗(yàn)裝置38-40
• 4.2 彎曲模態(tài)頻散特性及模態(tài)選擇40-42
• 4.2.1 彎曲模態(tài)頻散特性40-41
• 4.2.2 激發(fā)模態(tài)的選擇41-42
• 4.3 激發(fā)模態(tài)的驗(yàn)證42-44
• 4.3.1 探頭測(cè)試42-43
• 4.3.2 群速度測(cè)量43-44
• 4.4 管中彎曲模態(tài)導(dǎo)波的能量分布44-46
• 4.4.1 彎曲模態(tài)導(dǎo)波沿母線在管壁上的能量分布45
• 4.4.2 彎曲模態(tài)導(dǎo)波沿管周向的能量分布45-46
• 4.5 彎曲模態(tài)導(dǎo)波缺陷檢測(cè)研究46-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況58-59
• 致謝59-60

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：265849