非线性超声谐振方法及在结垢检测中的应用研究
本文选题:结垢 + 非线性超声 ; 参考:《机械工程学报》2016年08期
【摘要】:针对压力容器和管道安全运行需要,发展了一种非线性超声谐振结垢检测方法。从理论上分析非线性细观弹性材料因迟滞效应引起的非线性弹性本构关系。研究发现,随着超声波激励幅值的增加,迟滞导致的非线性效应主要表现为超声波谐振频率向低频偏移和谐振频谱品质因数的变化。对涂有不同厚度模拟结垢的板试件进行非线性超声谐振检测试验,研究了激励电压水平对基波及二次谐波谐振频谱的影响规律,提出基于二次谐波弹性迟滞非线性系数和耗散迟滞非线性系数的结垢层厚度表征方法。在此基础上,将非线性超声谐振检测方法应用于实际工程中炉管结垢层检测,结果表明,利用二次谐波的弹性迟滞非线性系数和耗散迟滞非线性系数能较好反映炉管结垢状况。研究工作为实际工程中炉管结垢层检测提供了新的思路和方法。
[Abstract]:To meet the need of safe operation of pressure vessels and pipelines, a nonlinear ultrasonic resonance scaling detection method is developed.The nonlinear elastic constitutive relations of nonlinear meso-elastic materials caused by hysteresis effect are analyzed theoretically.It is found that with the increase of the amplitude of ultrasonic excitation, the nonlinear effect caused by hysteresis is mainly caused by the shift of ultrasonic resonance frequency to low frequency and the change of resonance spectrum quality factor.The nonlinear ultrasonic resonance testing test was carried out on the plate specimens coated with different thickness simulated scaling. The effect of excitation voltage level on the fundamental and second harmonic resonance spectrum was studied.Based on the nonlinear coefficient of second harmonic elastic hysteresis and the nonlinear coefficient of dissipative hysteresis, a method for characterizing the thickness of scaling layer is presented.On this basis, the nonlinear ultrasonic resonance detection method is applied to the scale layer detection of furnace tube in practical engineering. The results show that the nonlinear elastic hysteresis coefficient and dissipative hysteresis nonlinear coefficient of the second harmonic can better reflect the scaling condition of the furnace tube.The research provides a new idea and method for the detection of fouling layer of furnace tube in practical engineering.
【作者单位】: 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(11272017,11572010,11132002)
【分类号】:TG115.285
【参考文献】
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,本文编号:1761908
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