基于有限元的杆结构腐蚀导波检测方法研究

发布时间：2021-08-21 12:56

　　本文通过有限元数值仿真建模,模拟超声导波L（0,1）和F（1,1）两种模态在杆中的传播及反射,分别找到了不同轴向、周向和深度缺陷时,超声导波传播及反射的规律。缺陷大小变化时,两种模态的反射系数变化趋势一致,缺陷大小不变时,F（1,1）模态的反射系数比L（0,1）模态的反射系数高。缺陷深度不同时,两种模态反射系数的变化趋势出现差别。研究结果可为杆结构腐蚀导波检测提供参考。 

【文章来源】：水利建设与管理. 2020,40(10)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

深度腐蚀系数为90%波形

图9 深度腐蚀系数为90%波形不同深度的反射波的反射系数不同，随着深度系数的递增，其反射系数也呈递增的趋势，根据反射系数的大小，可以定量地分析腐蚀的深度。深度系数为60%～80%时，时域波形中第一端面回波的幅值较小，波型转换波也呈递减趋势，F(1,1)反射波的传播特性可作为参考，不能定量地分析腐蚀情况。

超声导波是由于波在传播介质内因介质边界发生多次反射和散射，从而产生的波的干涉和频散现象。相速度和群速度是导波的主要参数，相速度是在振动状态下的传播速度，即波中固定相位的某一点沿着波的传播方向的速度，因而能够代表相位上确定点的传播速度。群速度是多种频率波在频散介质中的传播速度，是传播的波包上幅值最大或者最小特征点的传播速度，是整个波群的传播速度，而且是能量的传播。导波是以群速度进行传播的，具有频散和多模态两个特性。杆中沿轴向传播的超声波有三种模态，分别为纵向轴对称模态L(0,m)、扭转模态(轴对称) T(0,m)、弯曲模态(非对称) F(n,m)。对于直径20mm、长度2m的钢圆杆，其导波传播的理论频散曲线见图1，中心频率50k Hz、直径20mm圆杆中模态位移分布见图2。图2 中心频率50k Hz、直径20mm杆中模态位移分布

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3355642