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超声导波在圆管结构损伤定位中的应用

发布时间:2018-01-19 04:23

  本文关键词: 导波 圆管 频散 损伤定位 结构健康监测 出处:《振动.测试与诊断》2017年03期  论文类型:期刊论文


【摘要】:针对结构损伤会影响超声导波传播,提出基于超声导波无损检测的结构健康监测方法。以内径为174mm、外径为194mm、材料为20~#碳钢的圆管结构为例,根据频散方程利用数值法求解其纵向模态以及周向Lamb波频散曲线。同时考虑其频散曲线和波的结构,确定激励频率中心频率为80kHz。在此基础上进行有限元仿真,验证圆管中导波的传播机理及特征。针对此频率圆管纵向模态导波以及周向Lamb波的频散特性、波的结构比较接近,且都与板中的Lamb波相似,从而提出了单点激励、多点接收,并采用椭圆定位的方法,实现圆管结构损伤定位。通过仿真和实验验证该方法对切槽、圆孔等损伤的识别效果,并对损伤定位误差的影响因素进行了分析。
[Abstract]:Aiming at the structural damage will affect the ultrasonic guided wave propagation, the structural health monitoring method of nondestructive testing based on ultrasonic guided waves. The internal diameter 174mm, diameter 194mm, material for pipe structure of 20~# steel as an example, according to the dispersion equation by using the numerical method to solve longitudinal and circumferential Lamb wave dispersion curves at the same time. Considering the dispersion curves and wave structure, determine the excitation frequency of the center frequency of 80kHz. based on finite element simulation, verify tube guided wave propagation mechanism and characteristics. According to the frequency of the circular tube longitudinal mode guided waves and circumferential Lamb wave dispersion characteristics, relatively close to the structure of the wave, Lamb wave and and in similar, thus put forward the single point excitation, multiple receiving points, and using the method of elliptic positioning, the tube structure damage localization. Through the simulation and experimental results verify the method of cutting hole, damage identification and effect. The influence factors of the damage location error are analyzed.

【作者单位】: 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(11372179) 教育部新世纪优秀人才资助项目(NCET-13-0363)
【分类号】:TG115.285
【正文快照】: 引言管道结构及其相关设备在服役过程中,由于受到冲击载荷、材料老化、腐蚀和外界环境变化的影响,导致结构表面或者内部存在损伤,造成结构承载能力减弱,严重时甚至造成巨大的灾难。因此,结构健康监测就尤为重要,通过结构健康监测,可以提前做出判断,减少灾难性事故的发生。同传

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本文编号:1442622

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