Lamb波和管中導(dǎo)波的傳播特性研究.pdf

1、相對于常規(guī)超聲檢測技術(shù)而言，超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)是一種快速、長距離、大范圍、成本相對低的新型無損檢測方法，具有簡便實(shí)用、經(jīng)濟(jì)高效、精確可靠的特點(diǎn)和廣闊的應(yīng)用前景。 導(dǎo)波可以對材料進(jìn)行全面的檢測，但是由于聲場及模態(tài)特性的影響，要實(shí)現(xiàn)材料的全面檢測，需要對導(dǎo)波的產(chǎn)生和傳播特性進(jìn)行更深入的研究。本文對鋁板中Lamb波和不銹鋼管道中導(dǎo)波的傳播特性進(jìn)行研究，以期為實(shí)際檢測提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 主要工作有：利用Matlab軟件計(jì)算導(dǎo)波在鋁板和

2、不銹鋼管中的頻散方程，得到其解析解，并繪制出鋁板的Lamb波頻散曲線和不銹鋼管道管壁中彎曲模態(tài)的頻散曲線。在此基礎(chǔ)上，同時(shí)對各模態(tài)波結(jié)構(gòu)曲線進(jìn)行了繪制。根據(jù)頻散曲線和波結(jié)構(gòu)曲線選擇合適模態(tài)對材料進(jìn)行檢測，導(dǎo)波模態(tài)利用可變角探頭產(chǎn)生并利用群速度曲線進(jìn)行識別。 研究表明：板中聲場分布是不均勻的，在聲束軸線上聲壓高，能量集中，偏離軸向處聲壓降低。Lamb波S0模態(tài)對通孔有較高的檢測靈敏度，并且在有通孔的鋁板上測得的板端反射波發(fā)生波包分

3、離，幅度下降明顯。觀察發(fā)現(xiàn)，隨著孔徑增加，通孔反射波幅值整體呈現(xiàn)出線性增加趨勢。Lamb波S0模態(tài)對于裂紋非常敏感，缺陷波幅度隨裂紋長度增加的曲線中出現(xiàn)持平或降低的現(xiàn)象，當(dāng)裂紋長度為9mm、17mm時(shí)，隨著裂紋長度的增大，缺陷波幅度未相應(yīng)升高。導(dǎo)波F（n，3）模態(tài)沿軸向的幅度分布出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。采用單發(fā)單收法對管中不同直徑的通孔進(jìn)行檢測，當(dāng)頻厚積（fd）值為0.88MHz·mm，檢測頻率為1MHz時(shí)，可對大于φ1mm（含φ1mm）的通孔進(jìn)