基于非线性表面波的奥氏体不锈钢点蚀损伤的有限元模拟和实验研究

发布时间：2023-04-18 19:19

　　由于不锈钢点蚀问题带来了巨大的经济损失和灾难,点蚀损伤的检测引起了人们的广泛关注。前期研究表明:非线性表面波可以较好地表征不锈钢点蚀损伤演化。进一步研究发现:点蚀损伤过程中,蚀坑形貌对非线性表面波的传播产生复杂的影响作用,但在实验中坑形貌参数单个变化的点蚀损伤试样制备较为困难。基于此,本文应用ABAQUS有限元软件构造点蚀损伤非线性表面波检测模型;基于模拟与实验基础上,进一步探讨了形状和尺寸因子对非线性表面波传播行为的影响,结论如下:1.以有限元软件ABAQUS为平台,建立非线性表面波检测模型,并对构建模型的相关参数设置进行讨论,包括网格划分要求、边界条件、分析步定义和载荷,发现:(1)包含表面波R、横波S、纵波P和头波的波场,表面波的波场能量最多,占总能量91%;(2)表面波的非线性效应与施加的载荷密切相关,使得模型呈现出弹性、塑性和缩颈三个阶段,其中塑性作用阶段对材料的非线性比较敏感,最终确定了点蚀损伤模型的载荷;(3)对比P波和R波的频谱发现,模型中P波对非线性的响应非常小。2.对在Fe Cl3溶液中浸泡2 h²4 h的304不锈钢试样进行非线性表面波检测,...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 点蚀简介
    1.3 非线性表面波检测的研究现状
    1.4 基于非线性表面波的有限元模拟的研究现状
    1.5 数值模拟非线性超声表面波检测点蚀损伤的意义
    1.6 本文研究内容
2 非线性表面波声场的模拟
    2.1 非线性表面波理论的介绍
    2.2 有限元模拟软件ABAQUS的选择
    2.3 模型相关参数确定
        2.3.1 网格的划分
        2.3.2 边界条件
        2.3.3 积分时间步长
        2.3.4 激励信号
        2.3.5 检测模型的描述
    2.4 表面波声场模拟
        2.4.1 表面波的声场模拟
        2.4.2 施加载荷对非线性表面波的影响探究
        2.4.3 探究模拟声场中其他波形的非线性效应
    2.5 本章小结
3 实验研究
    3.1 非线性超声检测装置
    3.2 实验参数的选择
        3.2.1 采样频率的选择
        3.2.2 脉冲反转技术
    3.3 实验流程
    3.4 点蚀形貌和尺寸
    3.5 非线性表面波检测
    3.6 本章小结
4 点蚀形貌对非线性表面波传播行为的影响探讨
    4.1 点蚀缺陷形状对表面波非线性的影响
    4.2 点蚀缺陷尺寸对表面波非线性的影响
        4.2.1 点蚀缺陷深度对表面波非线性的影响
        4.2.2 点蚀缺陷宽度对表面波非线性的影响
        4.2.3 点蚀缺陷角度对表面波非线性的影响
    4.3 集中应力对表面波非线性的影响
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3792866