摘要：基于矩阵束算法,提出了一种从弧形阵列采集数据中获取复合材料圆管多模态周向导波频散数据的方法。首先根据留数定理,给出了频率域导波响应信号的多模态周向导波叠加公式,构建了阵列导波信号的Hankel矩阵;然后通过求解Hankel矩阵的广义特征值获取了导波的频散数据,给出了综合利用正向和反向接收弧形阵列处理结果降低频散数据中噪声的方法;最后,设计了碳纤维复合材料圆管中周向传播导波信号的测量实验,利用矩阵束方法获取了圆管周向导波的频散数据,并与采用半解析有限元方法模拟的理论频散曲线进行了对比分析。理论频散曲线与实验数据吻合良好,表明该方法具有很强的鲁棒性,即使采用空气耦合换能器作为发射接收阵列,也可以有效地从弧形阵列波形信号中获取周向导波的频散数据。

摘要：厚壁管道在石化、核电领域有着非常广泛的应用,厚壁管道损伤的快速检测评价技术倍受国内外学者的重视。以外径269 mm、壁厚32 mm厚壁管道为研究对象,利用Disperse软件数值计算了其周向Lamb波的频散曲线。为了全壁厚范围检测缺陷,制作了相应的包含外壁、中部和内壁3个缺陷的厚壁管道试块。实验设计采用角束导波探头检测壁厚方向上不同位置的缺陷,根据频散曲线选取0.5 MHz的激励频率,进行了不同楔块入射角度下周向导波检测厚壁管道缺陷的实验研究。实验结果表明:楔块入射角度为55°时,外壁和中部缺陷都能检测出,其中对外壁缺陷的检测灵敏度最高,而对内壁缺陷难以检测;采用45°和37°时可以检测出外壁、中部和内壁3个不同位置缺陷,其中37°时检测内壁缺陷效果最好。

摘要：在分析基于洛伦兹力机理的电磁超声周向导波检测原理的基础上,通过实验方式研究传感器参数对检测信号幅值的影响,根据实验结果确定了传感器参数。设计并制作了电磁超声周向导波传感器。对所研制的传感器进行性能测试,结果表明:该传感器能检测出Φ3.2 mm的通孔缺陷。

摘要：蜗卷弹簧是高压断路器的关键零件,可用超声导波来检测裂纹损伤。超声导波的频散特性研究是影响导波检测的重要因素,也是导波探头设计的基本依据。首先推导了蜗卷弹簧的超声导波频散方程,说明理论上无法直接计算得到蜗卷弹簧的频散特性;通过借鉴圆柱壳结构周向导波的频散特性研究方法,把蜗卷弹簧的各圈近似为不同半径的圆柱壳结构、计算得到其频散曲线,从而得到蜗卷弹簧的频散特性。频散曲线表明蜗卷弹簧的形状参数是影响其频散特性的主要因素。以蜗卷弹簧外圈为例,计算了频率和探头入射角以及导波模态三者的关系,为导波探头频率选择及楔块角度设计提供参考。

摘要：管道作为电站锅炉运行过程中最容易出问题的环节,近年来事故频发,研究出一种能够有效排除管道安全隐患的检测手段对于维持电站锅炉长期正常运转具有重要意义。本文以厚壁管道为研究对象,基于对周向导波传播特性的分析,设计出一款导波传感器,将周向导波技术应用于厚壁管道实际工程检测中,通过试验证明导波检测技术是一种快速、高效检测电站厚壁管道的手段。