基于傅氏本征变换的混合边界元法在导波无损检测中的应用研究

《基于傅氏本征变换的混合边界元法在导波无损检测中的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于傅氏本征变换的混合边界元法在导波无损检测中的应用研究基于傅氏本征变换的混合边界元法在导波无损检测中的应用研究摘要利用超声导波对板状和管状结构进行无损检测的问题是近年来的一个研究热点，这是因为在航天、天然气、发电厂、石油化工等部门中存在数以万计的类似结构。在生产和使用过程中其壁可能出现内部或外部缺陷，严重时会导致泄漏事故。做好它们的检测工作已成为各国所关注的重大课题，对这类结构的检测近年来也一直是该领域中设计、制造和用户密切关心的问题和检测难点。由于兰姆波(超声导波的一种)具有检测效率高、速度快和可检测整个厚度等优点，使它在材料的长距离快速检测和性能评价等方面受到国外无损检测学者的极大

2、关注。现代无损检测与评价技术，不但要求探测缺陷的有无，而且要求给出材质的定量评价，其中包括对缺陷的定量测量以及对无缺陷材料和产品的质量评价。而内部缺陷由于其高度的隐蔽性和危险性使其对兰姆波的影响成为关注的热点由于人们对兰姆波的传播机理尤其是遇到缺陷后兰姆波散射行为认识不足，使得兰姆波无损检测技术并未得到充分应用。针对这一现状，本文在板中兰姆波与缺陷的相互作用方面利用边界元做了理论计算，用建立的混合边界元法求解板内缺陷对兰姆波传播的影响，观察兰姆波的模式转换现象，检测不同模式入射时反射系数和透射系数的变化，同时改变缺陷的深度与形状，用入射因子和反射因子来表征模式转换后各模式兰姆波的能量大小

3、，初步找到了板中应用导波检测的最佳模式及其频厚积。并将此方法推至大孔径薄壁管状材料，得到良好的近似效果。通过与利用位移、应力方法得出的结论相比较证明本法具有很高的准确性和实用性。本课题的顺利完成将对板状和管状结构材料中超声导波一些传播特性的认识具有十分重要的意义，为板状和管状结构材料的超声导波检测提供一定的理论依据。关键词：兰姆波，边界元法，二维傅立叶变换，散射，模式转换AbstractUltrasonicguidedwavespropagationinplatesandpipeshasbecomeallinteresttopicrecently,primarilybecauseofth

4、emillionsofthosestructuresthatexistinallsortsofgas，powergeneration，petrochemicalandmanufacturing，andtheinspectionrequirementsforsafetyandproductione伍ciency．Therefore．thedetectionofcorrosionanddefectsinplateworkorpipeworkisacriticalprobleminallfieldsofindustries．Ultrasonicguidedwavespropagatingalo

5、ngtheplateandpipewallprovideamuchmoreattractiveinspectionmethodsincetheycallbeexcitedatonelocationontheplateandpipeandpropagatemanytensofmetersalongtheplateandpipe，back—echoesbeingreceivedbytheexcitationtransducersindicatingthepresenceofcorrosionandOtherfeaturesoftheentirecross．sectionalareaofthe

6、platesandpipes．nlemodemNDTandNDEincludesdefect’Sdetectingandmeasuring．material’SevaluationandSOon．．Thein—plateandin-pipedefecthasbecomeainteresttopicbecauseitiSdangerousbuthardtobeobserved．Sincescatteringsandpropagationsofguidedwavesinelasticplateshavenotbeenunderstood也oroughly,guidedwavenondestr

7、uctivetestingtechniquehasn’tbeenusedeasilyandfully．Inordertomakethistechniqueeasiertobeused，theoreticanalysisandcalculationweredoneinthiswork．．Byusingthehybridboundaryelementmethodwecanunderstandhowthein．platedefectsaf