薄壁管中声场仿真软件关键技术研究及开发

发布时间：2024-04-14 10:37

　　现代工业技术高速发展的同时,长距离管道的利用率逐年增长。然而,管道经过若干年的服役期,事故发生率也随之上升。如何做好管道的检修工作具有重要的现实意义。由于超声导波本身的特性,沿传播路径衰减很小,即在检测工件上的一点处激励,就能够检测较长的距离,而且检测时无需剥离工件的外包层,检测便捷、快速。因此,超声导波检测一直作为长距离传输管道检修工作的重要手段之一。同时导波具有频散与多模态特性,分析和控制所激励的导波模态是提高导波检测的可靠性和可行性的重要措施。本文主要的研究工作和创新点如下:(1)本文阐述了导波的频散、多模态特性,详细分析了板状结构与管状结构中的导波,各自的频散曲线、不同模态的波结构以及各模态质点的位移状况,得到了不同模态适用于不同方向缺陷的检测。(2)本文研究了薄壁管与薄板结构中导波的频散曲线关系,得出当管材的径-厚比一定时,对于薄壁管的分析,可看作同厚度板材中的导波进行近似分析,从而将三维问题二维化,不仅简便计算同时方便理解。其次,结合有限差分法,计算推导得到了薄板结构中不同激励分量上对应的差分化的波动方程。(3)本文简化薄壁管材振动模型,导出低频零阶板波是非频散的。二维传输...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?ＵＴｍａｎ管道焊缝检测模拟??

Ｔｉｍｅ?Ｏｆ?Ｆｌｉｇｈｔ?Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ?（ＴＯＦＤ）检测技术与全自动超声检测技术（ＡＵＴ）。??该软件可通过调节楔块角度以及超声波频率等参数来模拟不同方向的扫查，具有??模拟超声波检测焊接缺陷等功能，如图１．１是该软件进行管道焊缝的检测模拟图。??该软件旨在提高手动....

图２．２导波检测缺陷原理??

图２．２导波检测缺陷原理??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇｕｉｄｅｄ?ｗａｖｅ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｄｅｆｅｃｔ??如图２．２所示，假设缺陷的位置与收发探头位置相距Ｌ，检测到从激励到接??收所需时间ｔ，已知波速为ｃ，则可通过如下式子：??Ｌ?＝....

图２．４?２ｍｍ厚度板中的Ｌａｍｂ波频散曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?Ｌａｍｂ?ｗａｖｅ?ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｉｎ?ａ?２ｍｍ?ｔｈｉｃｋ?ｐｌａｔｅ??

程（２．２０）和（２．２１）中的ｋ为波数，即ｈｗ／ｃｐ，其中ｃｐ是Ｌａｍｂ波的相速度，??？为圆频率，相速度与波长之间满足：ｃｐ＝〇／２；ｒ）／ｌ。通过Ｄｉｓｐｅｒｓｅ软件［３７］可以??设置相关参数绘制频散曲线。如图２．４为壁厚２ｍｍ的板中Ｌａｍｂ波的相速度频??散曲线。其中Ｓ....

图２．５板中Ｌａｍｂ波结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．５?Ｌａｍｂ?ｗａｖｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐｌａｔｅ??

?图（２．５ａ）为０阶反对称模态的波结构图，（２．５ｂ）为０阶对称模态的波结构图。??图２．６为质点位移不意图，Ａ〇模态的质点位移不意图如图（２．６ａ）所；ｔｃ，Ｓ〇模态??的质点位移示意图如图（２．６ｂ）所示。??－１．０－１?￣１??／?Ｕｘ?Ｕｙ?ｕｚ??？?－０．５－?／....

本文编号：3954554