基于超声导波的管道损伤检测技术研究
发布时间：2022-01-22 10:18
火炮是现代战争中不可缺少的武器装备,其安全性和可靠性一直备受关注。据统计,身管损伤是导致火炮事故的重要原因,因此实现身管损伤的及时检测并采取一定的措施避免灾难性事故的发生具有重要意义。目前常用的身管损伤检测技术主要局限于表面缺陷且检测效率较低、漏检率高,因此迫切需要研究新的检测方法。超声导波由于检测范围广、效率高、可以探测到结构内部损伤等优点在无损检测领域得到了广泛的关注。这种方法根据声波遇到损伤时发生的反射、散射等现象来检测和评价损伤,原理相对简单,但要应用到身管这类复杂管道结构（膛线、凸台、安装孔等）还有许多问题需要深入研究,包括损伤与超声导波的作用机理、损伤特征提取方法和损伤定位方法。针对上述问题,本文以火炮损伤检测为背景,以管道类结构为对象,对超声导波在管道类结构中的传播特性、信号处理算法、损伤的检测与定位方法、非线性超声导波在微裂纹损伤检测中的应用开展了理论、仿真和试验方面的研究。主要工作包括:1.分析了超声导波在管道中的传播特性及其与损伤的相互作用规律。从Navier波动控制方程出发推导了管道中导波的波动方程,通过数值求解分析了超声导波在管道中的频散特性和波结构特性;利用A...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WavemakerG4管道检测成像系统
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文绍了超声导波检测中一些参数和方法的选取原则，并展望了导波在未来无损中的发展前景。2004 年他得安等[24]介绍了利用轴向功率流分布方法来选择管声检测中的最佳导波模式及其最佳频厚积。2008 年邓菲[25]在时间反转法的基提出了一种基于时间-空间聚焦理论的大范围超声导波检测技术，该技术可以缺陷的检测灵敏度，实现管道缺陷的轴向和周向定位。2010 年武颖[26]利用盲积算法和相位解缠算法实现管道缺陷的周向定位，华中科技大学的武新军等制了一套非接触式磁致伸缩导波管道无损检测系统，可对带包覆层管道进行检测，检测灵敏度达到了 6%的横截面损失。2013 年赵乃志[28]将时间反转法管道结构健康检测系统，在国内首次对充液埋地管道结构的裂纹监测进行了和试验研究。
单元尺寸的确定元方法进行结构受力分析是将需要分析的结构划分成单元、节点的受力情况从而得到整个结构的受力情况分。单元划分过疏，计算精度达不到要求；而单元划采用一种满足计算精度条件下的经济网格划分策略。有足够多的单元数，控制波形的传播误差在 0.5%内件[32]：min 8 8phVLf 中心频率下导波的最小波长，min(Vph)为最小相速度可得，L<3.2mm，取满足条件的最小单元个数，网格分 340 个单元，周向划分 128 个单元，径向划分为 型如图 2.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]基于时间反转法的管道周向裂缝损伤检测[J]. 赵乃志,阎石,齐霁. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2013(01)
[3]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)
[4]油气管道检测技术现状和发展趋势[J]. 杜金阳,范香,卜文海. 中国石油和化工标准与质量. 2011(12)
[5]非接触式磁致伸缩导波管道无损检测系统的研制[J]. 武新军,徐江,沈功田. 无损检测. 2010(03)
[6]图像配准算法在炮管内膛检测中的应用[J]. 王国辉,郑戈毅,李向荣. 科技导报. 2008(08)
[7]基于时反导波检测的管道缺陷圆周定位研究[J]. 邓菲,吴斌,何存富. 声学学报(中文版). 2008(01)
[8]身管内壁形貌检测技术研究[J]. 王坚,苏建刚,任现君. 中国测试技术. 2004(04)
[9]管材超声检测中导波模式及频厚积的选择[J]. 他得安,刘镇清,贺鹏飞. 同济大学学报(自然科学版). 2004(05)
[10]Hilbert-Huang变换在滚动轴承故障诊断中的应用[J]. 于德介,程军圣,杨宇. 中国机械工程. 2003(24)
博士论文
[1]板状金属结构健康监测的非线性超声理论与关键技术研究[D]. 胡海峰.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]磁致伸缩导波管道无损检测数字信号处理关键技术[D]. 郑国军.浙江大学 2013
[2]火炮身管在线无损检测技术研究[D]. 郭锐.长春理工大学 2008
本文编号：3602016
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WavemakerG4管道检测成像系统
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文绍了超声导波检测中一些参数和方法的选取原则，并展望了导波在未来无损中的发展前景。2004 年他得安等[24]介绍了利用轴向功率流分布方法来选择管声检测中的最佳导波模式及其最佳频厚积。2008 年邓菲[25]在时间反转法的基提出了一种基于时间-空间聚焦理论的大范围超声导波检测技术，该技术可以缺陷的检测灵敏度，实现管道缺陷的轴向和周向定位。2010 年武颖[26]利用盲积算法和相位解缠算法实现管道缺陷的周向定位，华中科技大学的武新军等制了一套非接触式磁致伸缩导波管道无损检测系统，可对带包覆层管道进行检测，检测灵敏度达到了 6%的横截面损失。2013 年赵乃志[28]将时间反转法管道结构健康检测系统，在国内首次对充液埋地管道结构的裂纹监测进行了和试验研究。
单元尺寸的确定元方法进行结构受力分析是将需要分析的结构划分成单元、节点的受力情况从而得到整个结构的受力情况分。单元划分过疏，计算精度达不到要求；而单元划采用一种满足计算精度条件下的经济网格划分策略。有足够多的单元数，控制波形的传播误差在 0.5%内件[32]：min 8 8phVLf 中心频率下导波的最小波长，min(Vph)为最小相速度可得，L<3.2mm，取满足条件的最小单元个数，网格分 340 个单元，周向划分 128 个单元，径向划分为 型如图 2.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]基于时间反转法的管道周向裂缝损伤检测[J]. 赵乃志,阎石,齐霁. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2013(01)
[3]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)
[4]油气管道检测技术现状和发展趋势[J]. 杜金阳,范香,卜文海. 中国石油和化工标准与质量. 2011(12)
[5]非接触式磁致伸缩导波管道无损检测系统的研制[J]. 武新军,徐江,沈功田. 无损检测. 2010(03)
[6]图像配准算法在炮管内膛检测中的应用[J]. 王国辉,郑戈毅,李向荣. 科技导报. 2008(08)
[7]基于时反导波检测的管道缺陷圆周定位研究[J]. 邓菲,吴斌,何存富. 声学学报(中文版). 2008(01)
[8]身管内壁形貌检测技术研究[J]. 王坚,苏建刚,任现君. 中国测试技术. 2004(04)
[9]管材超声检测中导波模式及频厚积的选择[J]. 他得安,刘镇清,贺鹏飞. 同济大学学报(自然科学版). 2004(05)
[10]Hilbert-Huang变换在滚动轴承故障诊断中的应用[J]. 于德介,程军圣,杨宇. 中国机械工程. 2003(24)
博士论文
[1]板状金属结构健康监测的非线性超声理论与关键技术研究[D]. 胡海峰.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]磁致伸缩导波管道无损检测数字信号处理关键技术[D]. 郑国军.浙江大学 2013
[2]火炮身管在线无损检测技术研究[D]. 郭锐.长春理工大学 2008
本文编号：3602016
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