超聲導(dǎo)波檢測數(shù)值模擬

1、畢業(yè)論文管道超聲導(dǎo)波檢測數(shù)值模擬學(xué)生姓名：學(xué)號：學(xué)院：專業(yè)：指導(dǎo)教師：年月大學(xué)屆畢業(yè)論文第2頁共41頁腐蝕、局部變形)的識別等等。為了能夠通過超聲導(dǎo)波技術(shù)實(shí)現(xiàn)對缺陷損傷程度的判斷，就必須在導(dǎo)波檢測所獲得的回波信號x和缺陷的幾何特征y之間建立一種對應(yīng)關(guān)系f，即建立y=f(x)的關(guān)系，也就是獲得缺陷幾何特征(尺寸、形狀等)對缺陷回波信號的影響規(guī)律。但是，這需要獲得大量的針對不同缺陷的檢測信號。在目前的研究基礎(chǔ)上，檢測信號的獲得主要來自于兩個

2、方面，一是通過實(shí)驗(yàn)獲得，二是在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基礎(chǔ)上，通過數(shù)值模擬的方法獲得。相對而言，數(shù)值模擬研究的方法具有周期短、成本低、可重復(fù)性好，因此，本文就將通過數(shù)值模擬的方法，對管道缺陷檢測進(jìn)行研究。通過建立一系列管道缺陷檢測的有限元模型以及進(jìn)行大量的管道缺陷檢測的數(shù)值模擬和一定數(shù)量的對比實(shí)驗(yàn)，來獲得所需要的數(shù)據(jù)，研究超聲導(dǎo)波檢測信號與缺陷幾何尺寸之間關(guān)系。1.21.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀Ｊ.Ghosh[5]在1923年首先推導(dǎo)出波在空心圓

3、柱殼中傳播的線彈性解，得到縱向軸對稱模態(tài)的數(shù)值解，但是他沒有對解的正確性進(jìn)行討論和分析。Ｄ.Ｃ.Ｇazis[6]對圓柱空腔中波在三維方向上的傳播作了深入研究，推導(dǎo)出了理論模型的兩種模態(tài)（縱向拉伸波和扭轉(zhuǎn)波）。Ａrmenakas詳細(xì)討論了圓柱殼中的彈性波傳播理論，指出在管線結(jié)構(gòu)中存在許多模態(tài)，并且在相速度頻散曲線中給出了可能出現(xiàn)的模態(tài)。盡管如此，由于導(dǎo)波的多模及頻散特性的復(fù)雜性，管中導(dǎo)波的傳播性質(zhì)至今仍未被完全理解[7]。英國帝國理工大學(xué)

4、機(jī)械工程系的PICawley，ADemma[810]等系統(tǒng)的對裂紋和槽類的缺陷進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬，比較全面的獲得了裂紋和槽類的缺陷的幾何形狀的變化對回波信號的影響，并獲得了管道上的裂紋和槽型缺陷對反射回波信號的影響關(guān)系。在國內(nèi)外的超聲導(dǎo)波檢測數(shù)值模擬的研究中，PCawley，ADemma等的研究相對來說是最全面和系統(tǒng)的。PCawley等采用有限元方法、使用膜單元模擬了管道上的缺陷對L(0，2)，F(xiàn)(1，3)兩種模態(tài)導(dǎo)波的反射，并獲得了