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超声导波管道缺陷检测的数值模拟及实验研究
| 论文题名： | 超声导波管道缺陷检测的数值模拟及实验研究 |
| 关键词： | 管道检测;超声导波管道;有限元方法;反射系数;缺陷检测;数值模拟 |
| 摘要： | 管道缺陷检测是石油、化工等行业的一项迫切需求的技术，近年来发展起来的超声导波技术，能够进行快速、长距离、大范围、相对低成本的管道缺陷检测，因而受到广泛关注。但是，为了获得不同缺陷的反射回波特性，指导实际的管道检测，需要进行大量的实验，成本高昂。因此，采用数值模拟的方法，获得各类缺陷对导波的反射特性，是一种成本低、效率高的研究方法。 本课题采用有限元软件ANSYS，对裂纹和孔形的管道缺陷检测进行了数值模拟，并对裂纹缺陷检测进行了实验研究，具体包括以下工作： (1)采用有限元软件ANSYS，分别建立了带有裂纹缺陷和孔形缺陷的三类管道模型：平面单元模型、壳单元模型和实体单元模型，总结了各类模型的建模方法和模型参数选取原则，并对三类模型的特点进行了对比。 (2)采用有限元方法，利用L(0，2)和T(0，1)模态导波，对非通透的周向裂纹以及通透的周向裂纹、轴向裂纹和斜裂纹缺陷的检测进行了数值计算，并通过检测波形及反射系数曲线，获得了裂纹缺陷的反射特性。 (3)对裂纹缺陷的检测进行了实验研究，研究了裂纹倾斜角分别为0°，15°，30°，45°，60°，75°和90°的通透型定长裂纹缺陷，对L(0，2)模态导波的反射特性，实验结果与数值模拟结果基本吻合。 (4)采用数值模拟的方法，研究了圆孔和椭圆形孔对L(0，2)和T(0，1)模态导波反射特性，并通过检测波形和反射系数曲线，获得了孔形缺陷的反射特性。 |
| 作者： | 李伟 |
| 专业： | 测试计量技术及仪器 |
| 导师： | 何存富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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