基于L（0，2）导波的管道缺陷检测的模拟研究

发布时间：2017-03-27 04:00

  本文关键词：基于L（0，，2）导波的管道缺陷检测的模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,基于导波的管道缺陷检测技术以其快速、简单易行、大范围等优势得以快速的发展。为了指导管道导波的实际检测,因此获得管道不同部位,不同类型缺陷的导波反射特征很有必要。本文采用了ANSYS有限元分析软件,对直管和90。弯管中不同部位的缺陷(裂纹、孔洞)进行导波L(0,2)的模拟检测。 根据导波在管道中的频散特性,本文选择管中导波模态L(0,2)作为管道缺陷检测模态。首先,本文通过模拟计算直管道外裂纹缺陷的检测与实验数据的对比,验证了所建模型的正确性,随后对直管部分孔洞缺陷和内表面的裂纹缺陷的导波检测进行模拟计算；本文根据L(0,2)导波在90。弯管弯曲处的位移场特征,将弯曲处分为三个典型的区域,分别对三个区域内裂纹缺陷进行了导波模拟检测研究。通过分析接收波形和导波反射系数,本文进行了缺陷的轴向和周向定位,获得了管道不同位置缺陷的L(0,2)反射系数和缺陷程度的关系曲线。然后,本文还进一步研究了L(0,2)越过90。弯曲处检测管道裂纹缺陷的能力,分析结果认为L(0,2)并不适合越过90。弯管来检测管道缺陷。 最后本文针对管道缺陷周向定位问题,使用了基于忙盲反卷积算法的管道缺陷周向定位的方法,获得了管道周向的反射系数图。通过数值模拟,本文得到了直管和90。弯管各部分缺陷的L(0,2)的反射特性,为L(0,2)对管道检测的实际工程应用提供了重要的缺陷导波反射特征。
【关键词】：L(0 2) 管道 ANSYS 盲反卷积算法
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH878.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 管道缺陷检测方法概述11-12
• 1.3 导波国内外研究现状12-14
• 1.4 本课题的来源和研究内容14
• 1.5 本章小结14-15
• 第2章 导波理论15-25
• 2.1 导波基本概念15-16
• 2.1.1 导波的定义15
• 2.1.2 导波的群速度和相速度15-16
• 2.1.3 导波的多模态性16
• 2.1.4 导波的频散性16
• 2.2 管中导波基本理论16-20
• 2.3 管中导波检测原理20-22
• 2.3.1 弹性波在不同介质界面上的反射和透射20-21
• 2.3.2 弹性波在变截面杆中的反射和透射21-22
• 2.4 管中导波检测技术22-24
• 2.4.1 单模态检测技术22-23
• 2.4.2 多模态检测技术23
• 2.4.3 导波检测缺陷方法23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 有限元模型25-32
• 3.1 导波激励25-27
• 3.1.1 激励模态和频率的选择25-26
• 3.1.2 激励导波信号26-27
• 3.1.3 激励方式27
• 3.2 建模参数的确立27-29
• 3.2.1 模型几何参数和材料力学参数27-28
• 3.2.2 单元参数和时间参数28
• 3.2.3 缺陷尺寸参数的设置28-29
• 3.3 模型建立29-30
• 3.4 模型的边界条件30
• 3.5 数据处理30-31
• 3.6 本章小结31-32
• 第4章 直管中缺陷的数值模拟32-44
• 4.1 模型建立32-34
• 4.1.1 裂纹槽型缺陷的建立32-33
• 4.1.2 圆形孔洞缺陷的建立33-34
• 4.2 裂纹槽型缺陷的结果分析34-40
• 4.2.1 判断裂纹缺陷的有无34-35
• 4.2.2 周向裂纹缺陷的轴向定位35-36
• 4.2.3 周向裂纹缺陷的周向定位36-39
• 4.2.4 周向裂纹缺陷的反射系数曲线39-40
• 4.3 圆形孔洞缺陷的结果分析40-42
• 4.3.1 圆形孔洞缺陷的轴向定位41
• 4.3.2 圆形孔洞缺陷的周向定位41
• 4.3.3 圆形孔洞缺陷的的反射系数曲线41-42
• 4.4 本章小结42-44
• 第5章 管道90°弯曲处裂纹缺陷的数值模拟44-59
• 5.1 模型建立44-46
• 5.1.1 无缺陷弯管模型的建立44-45
• 5.1.2 带缺陷弯管模型的建立45-46
• 5.2 结果分析46-58
• 5.2.1 接收信号的时域特征46-51
• 5.2.2 弯曲处裂纹缺陷的轴向定位51-52
• 5.2.3 弯曲处裂纹周向反射系数图52-56
• 5.2.4 弯曲处裂纹反射系数曲线56-58
• 5.3 本章小结58-59
• 第6章 导波越过管道90°弯曲处的管道裂纹模拟检测59-66
• 6.1 模型建立59
• 6.2 结果分析59-65
• 6.2.1 弯曲处的导波透射能力59-62
• 6.2.2 接收信号特征分析62-63
• 6.2.3 裂纹缺陷的周向导波反射系数图63-64
• 6.2.4 裂纹缺陷的反射系数曲线64-65
• 6.3 本章小结65-66
• 第7章 基于盲反卷积算法的管道缺陷的周向定位66-71
• 7.1 盲反卷积法的管道缺陷周向定位理论66-68
• 7.2 算法的模拟计算68-70
• 7.2.1 基于盲反卷积算法的模拟检测方法68-69
• 7.2.2 基于盲反卷积算法的缺陷周向定位69-70
• 7.3 本章小结70-71
• 第8章 全文总结与展望71-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 攻读硕士期间发表学术论文情况78

【参考文献】

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