有界双层结构SH导波频散特性分析 被引量：4

1

作者 杨理践 吕瑞宏 +1 位作者 高松巍 刘斌 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2016年第3期286-292,共7页

为了检测附着防腐层层状结构中是否存在剥离、孔洞等缺陷,利用超声SH导波研究层状结构频散特性的影响因素,基于弹性及粘弹性波动理论并依据Navier运动位移方程推导了附着防腐层双层结构的频散方程,并分析了防腐层剥离缺陷状态对频散特... 为了检测附着防腐层层状结构中是否存在剥离、孔洞等缺陷,利用超声SH导波研究层状结构频散特性的影响因素,基于弹性及粘弹性波动理论并依据Navier运动位移方程推导了附着防腐层双层结构的频散方程,并分析了防腐层剥离缺陷状态对频散特性的影响.结果表明:通过研究SH导波频散特性的变化可反映附着防腐层的双层结构是否存在剥离缺陷;防腐层产生剥离缺陷时,导波SH_0模态发生频散且向防腐层横波速度渐近.防腐层剥离缺陷尺寸增大,回波信号幅值增加,截点振动速度变慢,导波能量衰减减小. 展开更多

关键词 sh导波 频散特性 质点振动速度 防腐层厚度 有界双层结构 剥离缺陷 波动方程 粘弹性介质

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铝薄板裂纹电磁超声导波B扫描检测实验研究 被引量：5

2

作者 袁阿琳 赖迎庆 +3 位作者 石剑 段检发 卢超 石文泽 《声学技术》 CSCD 北大核心 2022年第2期211-219,共9页

采用Disperse软件,计算了3 mm厚度铝合金薄板的水平剪切(Shear horizontal,SH)导波频散曲线,设计制作了中心频率为0.22 MHz的SH导波电磁超声换能器(Electromagnetic acoustic transducer,EMAT),对铝薄板试样中直裂纹进行了B扫成像检测... 采用Disperse软件,计算了3 mm厚度铝合金薄板的水平剪切(Shear horizontal,SH)导波频散曲线,设计制作了中心频率为0.22 MHz的SH导波电磁超声换能器(Electromagnetic acoustic transducer,EMAT),对铝薄板试样中直裂纹进行了B扫成像检测实验分析,采用同步挤压小波变换(Synchrosqueezed wavelet transform,SWT)对来自铝薄板试样中直裂纹SH导波信号进行了去噪处理。实验结果表明,SWT可以去除原始导波信号中的噪声,并实现导波模态分离,有助于改善B扫图像的质量。所设计的SH导波EMAT能够有效地检出3 mm厚铝薄板试样中10 mm长、1 mm宽、2 mm深的人工直裂纹。 展开更多

关键词 铝板 sh导波 电磁超声换能器(EMAT) 同步挤压小波变换 B扫描

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高速铁路道岔尖轨轨底伤损SH导波原位检测方法研究 被引量：5

3

作者 胡松涛 石文泽 +2 位作者 卢超 陈果 沈功田 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第18期2-14,共13页

道岔是铁路轨道的最薄弱环节,高速列车在经过道岔钢轨时,急骤地改变运行方向,对道岔产生巨大的竖向和横向冲击力,使得道岔钢轨轨底容易产生伤损。现有的高速铁路轨道无损检测技术难以对道岔钢轨轨底伤损实施原位不拆卸检测,给高铁安全... 道岔是铁路轨道的最薄弱环节,高速列车在经过道岔钢轨时,急骤地改变运行方向,对道岔产生巨大的竖向和横向冲击力,使得道岔钢轨轨底容易产生伤损。现有的高速铁路轨道无损检测技术难以对道岔钢轨轨底伤损实施原位不拆卸检测,给高铁安全运行带来重大隐患。本文考虑道岔钢轨的变截面特性以及弹扣垫板等道岔部件对检测的影响,选用SH模态导波,将道岔尖轨轨底简化为变截面窄板,基于Bloch-Floquet边界和域约束的有限元特征频率法,分析了道岔变截面轨底结构的SH导波频散特性,绘制了SH;导波在变截面窄板内相速度和群速度变化曲线。通过建立SH导波在变截面窄板中的传播有限元模型,研究了SH;/SH;导波在变截面窄板中的传播与模态转换特性。设计并制作了SH;导波电磁超声换能器(Electromagnetic acoustic transducer, EMAT),并对道岔变截面轨底裂纹进行SH;导波检测对比,采用同步挤压小波变换(Synchrosqueezed wavelet transform, SWT)对导波检测信号进行导波模态分离和噪声滤除。SH检测模式波质点横向振动,受弹扣和垫板等道岔部件影响小。将SWT应用于道岔尖轨轨底导波检测信号处理,减小了信号处理的同步平均次数、实现了导波模态分离和大提离快速检测。经过SWT处理后,SH;导波检测信号信噪比提高了10.69 dB。 展开更多

关键词 高速铁路 钢轨道岔 sh导波 有限元特征频率法 同步挤压小波变换

原文传递

聚氨酯夹芯板发泡缺陷电磁超声导波快速检测 被引量：3

4

作者 屠泽熹 涂君 +2 位作者 袁宁 张旭 宋小春 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期270-279,共10页

聚氨酯夹芯板在生产中因发泡不均容易在聚氨酯泡沫层形成空洞型缺陷,直接影响其保温效果,为此提出了一种从金属板外侧实施的电磁超声SH导波检测的快速检测方法。通过理论分析、解析推导、仿真计算和试验验证,建立了聚氨酯夹芯板中的SH... 聚氨酯夹芯板在生产中因发泡不均容易在聚氨酯泡沫层形成空洞型缺陷,直接影响其保温效果,为此提出了一种从金属板外侧实施的电磁超声SH导波检测的快速检测方法。通过理论分析、解析推导、仿真计算和试验验证,建立了聚氨酯夹芯板中的SH导波透反射比系数与激励参数之间的关系,结果表明,当磁铁间距为4.5 mm时,控制SH0导波入射角度为75°,能够得到最佳的检测效果。同时也进一步验证了SH0导波接收信号幅值与缺陷面积、缺陷深度均基本上呈线性关系。在此基础上,提出了一种可应用于实际检测的缺陷当量大小评价方法。通过评价公式进行修正,可消除因收、发探头之间距离变化引起的缺陷信号评价波动问题,这对于后期实现缺陷定位具有较好的指导作用。 展开更多

关键词 电磁超声 sh导波 聚氨酯夹芯板 透反射系数

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时间反转SH_(0)波跨焊缝检裂纹缺陷研究

5

作者 岳雯溁 周进节 +1 位作者 郑阳 张吉堂 《电子测量技术》 北大核心 2022年第20期167-173,共7页

针对水平剪切导波跨越焊缝检测裂纹缺陷信号弱的难题,提出了一种基于SH导波模式的时间反转检方法。本文选择低频的SH_(0)导波模态,建立了3 mm板上跨越焊缝检测缺陷的三维等效模型,并对时间反转检测进行了数值模拟以及实验验证。首先,从... 针对水平剪切导波跨越焊缝检测裂纹缺陷信号弱的难题,提出了一种基于SH导波模式的时间反转检方法。本文选择低频的SH_(0)导波模态,建立了3 mm板上跨越焊缝检测缺陷的三维等效模型,并对时间反转检测进行了数值模拟以及实验验证。首先,从模拟角度验证了时间反转可以提高检测焊缝后缺陷的灵敏度。随后,设计和搭建PPM EMAT产生SH_(0)模态波进行常规和时反检测实验。实验验证了时间反转检测的有效性。实验和仿真结果均表明,时间反转法对常规检测中较低的缺陷回波信号有较强的聚焦效果。该方法能够将铝板中的常规信号幅值最大增至3.22倍,可有效检测1 mm的纵向裂纹缺陷。本文为跨焊缝导波检测缺陷提供了新的思路。 展开更多

关键词 sh导波 时间反转法 跨焊缝 缺陷检测

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管道周向水平切变导波特性分析 被引量：3

6

作者 王珅 黄松岭 赵伟 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期146-149,共4页

为指导基于超声导波的管道无损检测,计算并分析水平切变(shear horizontal,SH)导波在具有自由内表面、外表面的弹性各向同性管道周向波导中传播的频散和波结构特性,将这些特性与平板SH导波的对应特性进行对比分析。在周向SH导波的频散... 为指导基于超声导波的管道无损检测,计算并分析水平切变(shear horizontal,SH)导波在具有自由内表面、外表面的弹性各向同性管道周向波导中传播的频散和波结构特性,将这些特性与平板SH导波的对应特性进行对比分析。在周向SH导波的频散特性推导中引入了传播方向弧长的修正算法。研究结果表明,表征管道周向弯曲程度的内半径、外半径之比越大,则管道周向SH导波的频散和波结构特性越接近于平板SH导波的情况,并且较低频率下的平板SH导波的SH0模式和管道周向SH导波的CSH0模式较适合缺陷的检测。 展开更多

关键词 管道周向sh导波 频散曲线 波结构 导波工作点选择

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输电杆塔接地扁钢SH导波腐蚀缺陷检测方法研究 被引量：3

7

作者 张睿哲 周恺 +4 位作者 任志刚 蔡瀛淼 李春生 孙洪宇 黄松岭 《中国测试》 北大核心 2021年第8期51-57,共7页

对接地电极进行缺陷检测一般需要进行实际的开挖验证,这会消耗大量的人力、物力和财力。因此,亟需一种有效的免开挖或少开挖的接地极缺陷检测方法。该文通过构建接地极超声导波检测的有限元模型对导波的传播进行计算,并考虑到土壤带来... 对接地电极进行缺陷检测一般需要进行实际的开挖验证,这会消耗大量的人力、物力和财力。因此,亟需一种有效的免开挖或少开挖的接地极缺陷检测方法。该文通过构建接地极超声导波检测的有限元模型对导波的传播进行计算,并考虑到土壤带来的影响,研究在土壤密度不同时超声传播的特点以及接收信号的特征。随着土壤密度的增大,超声信号的强度随之减小,并随着时间的推移快速衰减。此外,分析不同宽度接地极中水平剪切(SH)导波的特点,并对辐射极上不同类型缺陷的反射回波进行研究。不同接地极宽度和缺陷类型的超声信号具有明显不同,从而可以作为缺陷检测和接地极探测的依据。因此,基于SH超声导波的缺陷检测方法在检测接地扁钢腐蚀损伤方面具有潜在的实际应用价值。 展开更多

关键词 输电杆塔 接地扁钢 土壤密度 超声sh导波 缺陷检测

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基于合成孔径聚焦的超声SH导波成像检测 被引量：12

8

作者 朱新杰 韩赞东 +2 位作者 都东 陈以方 原可义 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期687-692,共6页

超声水平剪切(shear horizontal,SH)导波成像检测旨在解决平板检测中检测距离增加时分辨力降低的问题。该文运用合成孔径聚焦原理,构建了16通道超声SH导波成像检测实验系统,通过分析阵列信号时频域特征揭示了声波与缺陷间相互作用的规律... 超声水平剪切(shear horizontal,SH)导波成像检测旨在解决平板检测中检测距离增加时分辨力降低的问题。该文运用合成孔径聚焦原理,构建了16通道超声SH导波成像检测实验系统,通过分析阵列信号时频域特征揭示了声波与缺陷间相互作用的规律,对SH导波合成孔径聚焦成像算法进行了讨论,阐明了导波阵列信号时空域信息合成在聚焦成像中的应用。研究结果表明:合成孔径聚焦可用于超声SH导波成像检测,所成图像能够表征钢板中检测距离2 m以上、尺寸当量大于5 mm的缺陷信息,为深入开展工业在役大尺度结构板材的缺陷成像检测和结构健康监测提供了基础。 展开更多

关键词 合成孔径聚焦 超声水平剪切导波 成像检测

原文传递

脉冲压缩在铝薄板电磁超声导波检测中的应用 被引量：8

9

作者 石文泽 程进杰 +2 位作者 胡硕臻 卢超 陈尧 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期509-520,共12页

针对电磁超声换能器(EMAT)换能效率低导致超声回波信噪比(SNR)差这一问题,基于相位编码脉冲压缩技术,讨论了匹配滤波器及旁瓣抑制滤波器的设计及其在电磁超声检测中的实现。选用典型二相编码信号-巴克码作为激励信号,分析了不同码长、... 针对电磁超声换能器(EMAT)换能效率低导致超声回波信噪比(SNR)差这一问题,基于相位编码脉冲压缩技术,讨论了匹配滤波器及旁瓣抑制滤波器的设计及其在电磁超声检测中的实现。选用典型二相编码信号-巴克码作为激励信号,分析了不同码长、载波周期数的巴克码信号对电磁超声导波检测脉冲压缩效果的影响,并研究了旁瓣抑制算法的效果。以含人工预制裂纹的7075航空铝合金薄板为检测对象,选用SH;模态电磁超声导波换能器对比了单频正弦信号激励方式与巴克码脉冲压缩技术获得的缺陷回波信号信噪比。结果表明,采用巴克码脉冲压缩后超声回波的信噪比较单频正弦激励方式至少提高了7.2 dB,且巴克码脉冲压缩技术能探测出单频正弦激励方式而不能可靠检出的小裂纹(长×宽×深为10.0 mm×1.0 mm×0.25 mm)。将相位编码压缩技术应用于电磁超声导波检测,可达到增加EMAT提离和减小同步平均次数的目的,能满足在线快速检测的需求。 展开更多

关键词 铝合金 EMAT sh 导波 巴克码 脉冲压缩

原文传递

SH_0导波在粘接结构中传播时的相位变化 被引量：3

10

作者 丁俊才 吴斌 何存富 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期202-211,共10页

对粘接结构进行超声导波无损检测与评估是一个有挑战性的前沿性课题.针对此问题,研究了SH_0导波在界面为理想连接的三层板状粘接结构中传播时的相位变化情况.首先基于波传播的控制方程,建立了粘接结构中反射和透射SH_0导波相对于入射SH_... 对粘接结构进行超声导波无损检测与评估是一个有挑战性的前沿性课题.针对此问题,研究了SH_0导波在界面为理想连接的三层板状粘接结构中传播时的相位变化情况.首先基于波传播的控制方程,建立了粘接结构中反射和透射SH_0导波相对于入射SH_0导波的相位差解析模型.然后利用数值模拟计算了铝/环氧树脂/铝粘接结构中反射和透射SH_0导波的相位差曲线.最后分析了入射角度和频厚积的变化对反射和透射SH_0导波相位差的影响.结果表明,对于具体的粘接结构,反射和透射SH_0导波在其中传播时的相位差变化主要依赖于入射角度、频率等参数.在特定的频厚积下,当声波水平入射时,反射和入射SH_0导波同相位.无论入射角度为多大,随着频厚积的增大,反射SH_0导波的相位差曲线均会产生周期性谐振.对于透射SH_0导波,当声波垂直入射时,其相位差曲线的改变无规律可循;但是随着入射角度逐渐增大,透射SH_0导波的相位差曲线逐渐变规则.所得结果可为实验时研究板状粘接结构中SH_0导波的传播特性以及提取SH_0导波回波中的有用信息和定位提供一定的理论指导. 展开更多

关键词 粘接结构 sh0导波 相位差 反射和透射 周期性谐振

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直缝焊管焊缝质量电磁超声检测方法研究

11

作者 程偲 姜春 +2 位作者 宋旖旎 康宜华 马宏宝 《焊管》 2023年第1期19-23,共5页

为实现直缝焊管焊缝内缺陷检测,采用周向电磁超声SH0导波检测技术,研究了基于磁致伸缩效应激励周向SH0模态导波,确定了周向SH0导波激励频率,设计了一款一发双收差分接收的直缝焊管焊缝缺陷检测探头。结果表明:该系统能够激发单一模态周... 为实现直缝焊管焊缝内缺陷检测,采用周向电磁超声SH0导波检测技术,研究了基于磁致伸缩效应激励周向SH0模态导波,确定了周向SH0导波激励频率,设计了一款一发双收差分接收的直缝焊管焊缝缺陷检测探头。结果表明:该系统能够激发单一模态周向SH0导波,实际波速与模型分析结果吻合;针对直径116 mm、壁厚3.5 mm的激光直缝焊管焊缝的Φ0.6 mm盲孔和Φ1.0 mm通孔,通过差分探头的信号处理,能够实现焊缝处Φ1.0 mm通孔和Φ0.6 mm盲孔缺陷的检测。 展开更多

关键词 电磁超声 磁致伸缩 焊缝 周向 sh0导波

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