基于时间反转的钢杆超声导波检测技术研究

发布时间：2021-01-14 15:43

　　作为结构中的承重部件,钢杆在长期的使用过程中会由于疲劳、腐蚀以及生产过程的工艺缺陷等因素发生断裂失效,造成严重的事故。因此,对钢杆实行无损检测就变得十分必要。然而,在传统的超声导波无损检测过程中,导波在缺陷处发生模态转换,导致缺陷回波信号波形改变、幅值减小,进而影响检测的效果。为了解决现有钢杆超声导波检测过程中因模态转换产生的缺陷回波波形失真以及幅值减小的问题,本文提出了一种基于时间反转的超声导波检测方法,使缺陷处的反射回波幅值得到聚焦放大,进而增强导波检测效果。通过理论推导、仿真分析和数值模拟实验的方法,在以下几个方面对基于时间反转的钢杆导波检测过程进行了研究:确定了适合进行检测的导波模态和频率范围,依据钢杆中超声导波的频散方程,在MATLAB中编写程序求解绘制频散曲线,选取了L（0,1）模态作为本文检测的激励模态。分析了钢杆直径对纵向模态导波频散曲线的影响,结果表明随着钢杆直径的增大,适合进行检测的导波频率范围会越来越小。提出了基于时间反转的钢杆超声导波检测方法,推导了钢杆中多模态导波的时间反转聚焦过程,分析了聚焦信号的成分。在MATLAB软件中仿真检测过程,研究时间反转的聚焦性能... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1时间反转的聚焦过程

图 2.2 互易性原理示意图过程。建立一个体积为 V，表面积为 S为1 、2 ，根据格林公式有：2 1 2 2 1 1 2 2 ( ) ( S V ndS

多径补偿示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超声导波埋地层状管道结构健康监测[J]. 李赢,阎石,刘尚波.  土木工程与管理学报. 2018(05)
[2]利用Lamb波的铝板损伤识别实验研究[J]. 王高平,石政,吴明丽,魏鸣.  内燃机与配件. 2018(03)
[3]管道超声导波分段时间反转检测方法研究[J]. 周进节,郑阳,杨齐,张宗健.  机械工程学报. 2017(12)
[4]闭合型裂纹时间反转损伤识别[J]. 张望,吴维亮,肖黎,屈文忠.  振动与冲击. 2015(09)
[5]基于虚拟时间反转聚焦的管道超声导波检测新方法[J]. 符浩,吴斌,何存富.  机械工程学报. 2013(12)
[6]基于时间反转的单水听器被动定位技术研究[J]. 贾云东.  水雷战与舰船防护. 2013(01)
[7]时反导波对管中通透裂纹扩张过程的检测规律研究[J]. 周进节,何存富,郑阳,吴斌.  应用基础与工程科学学报. 2012(06)
[8]基于非轴对称激励的管道裂纹时反导波检测研究[J]. 周进节,何存富,郑阳,吴斌.  机械工程学报. 2012(16)
[9]管道导波时反聚焦检测系统的设计与实现[J]. 何存富,周进节,吴斌,郑阳,符浩.  仪器仪表学报. 2012(02)
[10]基于Lamb波时间反转的复合材料结构损伤监测[J]. 冯勇明,周丽.  中国机械工程. 2011(20)

博士论文
[1]Lamb波时间反转方法及其在结构健康监测中的应用研究[D]. 王强.南京航空航天大学 2009

硕士论文
[1]基于时间反转的超声兰姆波检测方法研究[D]. 马伟伟.南京信息工程大学 2017
[2]基于时间反转法的管道导波周向缺陷检测[D]. 陈睿锋.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于导波的一维结构无损检测研究[D]. 佘寻峰.山东大学 2016
[4]基于时间反转的杆状构件检测信号处理方法研究[D]. 高爽.哈尔滨工程大学 2016
[5]基于电磁超声导波的板状结构缺陷检测技术研究[D]. 陈显会.华北电力大学(北京) 2016
[6]杆状构件导波检测的有限元模拟[D]. 陈卫东.华中科技大学 2009



本文编号：2977115