基于模式轉(zhuǎn)換的超聲導(dǎo)波檢測成像研究.pdf

1、飛機(jī)機(jī)翼、船體等殼形結(jié)構(gòu)，不可避免存在固有缺陷，又長期工作于特殊環(huán)境中，經(jīng)常受到氣流壓力和海水腐蝕等作用，會發(fā)生不可恢復(fù)的疲勞和斷裂等現(xiàn)象，這些缺陷會影響整個結(jié)構(gòu)的正常使用和工作壽命。為了保障結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行，對殼形結(jié)構(gòu)中的缺陷進(jìn)行檢測具有重要意義。
　　X射線檢測，磁粉檢測和渦流檢測等傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)，具有檢測速度慢、時間長、檢測區(qū)域受限、靈敏度不高等特點(diǎn)。而超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)可以快速檢測大面積板殼結(jié)構(gòu)中的微小損傷，不僅速度快、時間

2、短，且檢測有效面積大、靈敏度高。
　　本課題從實(shí)驗(yàn)分析與有限元仿真模擬兩方面，對板材結(jié)構(gòu)中缺陷進(jìn)行超聲導(dǎo)波檢測成像研究。首先介紹選題意義和實(shí)用價值，闡述超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。然后推導(dǎo)三維自由板結(jié)構(gòu)中導(dǎo)波的本構(gòu)方程，分析導(dǎo)波的對稱模態(tài)和反對稱模態(tài)的傳播特征及頻散現(xiàn)象，研究匹配跟蹤算法MP(Matching Pursuit)、模式轉(zhuǎn)換和橢圓定位成像理論，為實(shí)驗(yàn)分析和有限元模擬中導(dǎo)波檢測和缺陷成像提供了理論依據(jù)。<

3、br>　　搭建實(shí)驗(yàn)平臺，在板材表面粘貼壓電晶片PZT(piezoelectric ceramic transducer)陣列，用來激勵并接收信號，對板材中缺陷進(jìn)行檢測并采集導(dǎo)波信號，基于模式轉(zhuǎn)換理論和匹配跟蹤算法對導(dǎo)波信號進(jìn)行信號處理，提取損傷信號特征值并進(jìn)行缺陷定位成像?；谟邢拊抡婺M軟件ABAQUS，建立三維實(shí)體板結(jié)構(gòu)模型，并對板材中缺陷檢測進(jìn)行研究,分析缺陷特征對導(dǎo)波信號及聲場能量分布的影響，并把模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較，驗(yàn)證