管道非連續(xù)處導(dǎo)波散射特性研究.pdf

1、管道運輸業(yè)作為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和工業(yè)發(fā)展的重要保障，已經(jīng)受到越來越多的重視，但在管道使用過程中仍面臨諸多問題。隨著管道越來越多地用于工業(yè)建設(shè)，管道的使用年限也在逐漸增加，管線及相關(guān)配套設(shè)施老化受損，外界自然環(huán)境及自然災(zāi)害對管道的損害，使得管道腐蝕、變形等破壞形式逐年頻發(fā)。因此，如何保證管道正常安全的工作，并對已建成管線提供完善的檢測方法逐漸成為這一領(lǐng)域亟待解決的問題。超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)憑借其高效、快速、應(yīng)用范圍廣等諸多優(yōu)點得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)

2、用。
　　首先對超聲導(dǎo)波檢測研究領(lǐng)域的相關(guān)進(jìn)展作了簡要綜述，并說明了本文工作重點與意義。其次，詳細(xì)介紹了空心圓管中超聲導(dǎo)波的基本理論，推演出超聲導(dǎo)波在以圓管作為波導(dǎo)傳播過程中的頻散方程，對三種常見導(dǎo)波模態(tài)進(jìn)行了分析討論，介紹課題組所用的數(shù)值仿真和實驗系統(tǒng)。利用數(shù)值仿真與實驗系統(tǒng)對管道缺陷三個方向擴(kuò)展的損傷進(jìn)行大量的數(shù)值模擬與實驗，詳細(xì)的分析和驗證各種類型缺陷對導(dǎo)波散射的影響及缺陷擴(kuò)展程度與反射系數(shù)的關(guān)系。由于目前針對管道變形損傷導(dǎo)

3、波檢測的有關(guān)研究相對較少，因此在參考管道缺陷導(dǎo)波檢測的基礎(chǔ)上，本文采用數(shù)值仿真與實驗驗證相結(jié)合的分析方法，研究超聲導(dǎo)波檢測管道變形的可行性。首先討論管道變形的表征方法，引入變形率δ用以表征管道的變形程度。使用有限元軟件ANSYS模擬利用L(0，2)模態(tài)的超聲導(dǎo)波檢測管道變形，使用構(gòu)建好的實驗系統(tǒng)對空心鋁管不同程度的凹陷變形進(jìn)行檢測，并對兩者結(jié)果進(jìn)行對比分析。兩者的反射系數(shù)R與變形率δ的關(guān)系較為一致。數(shù)值與實驗結(jié)果表明L(0，2)模態(tài)導(dǎo)波