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《基于超聲Lamb波的焊縫缺陷檢測過程仿真及方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文基于超聲Lamb波的焊縫缺陷檢測過程仿真及方法研究RESEARCHONSIMULATIONANDMETHODOLOGYOFWELDDEFECTTESTINGBASEDONULTRASONICLAMBWAVE齊聰成哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號：TG115.28學(xué)校代碼：10213國外圖書分類號：621.791.16密級：公開工程碩士學(xué)位論文基于超聲Lamb波的焊縫缺陷檢測過程仿真及方法研究碩士研究生：齊聰成導(dǎo)師：遲大釗副教授申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科、專業(yè)：材料工程所在單位：材料
2、科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TG115.28U.D.C:621.791.16，DissertationfortheMastersDegreeinEngineeringRESEARCHONSIMULATIONANDMETHODOLOGYOFWELDDEFECTTESTINGBASEDONULTRASONICLAMBWAVECandidate：QiCongchengSupervisor：AssociateProf.ChiDazhaoA
3、cademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MaterialsEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsSci.&Eng.DateofDefence：June，2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要常規(guī)超聲波法在檢測大型環(huán)直焊縫時存在著近表面盲區(qū)、檢測效率低等問題。與常規(guī)超聲波法不同，
4、超聲Lamb波衰減慢，傳播距離長，從而克服常規(guī)超聲波法需要逐點掃描的弊端，同時無需大面積清除和復(fù)原防腐漆面和防寒包覆層，極大的提高檢測效率，并且使得檢測費用大大降低。本文采用LS-DYNA對超聲Lamb波在焊縫中的傳播及與缺陷的作用過程進行了數(shù)值仿真。激勵信號中心頻率為0.5MHz，鋁板厚度為4mm。首先，研究了焊縫截面形狀變化對超聲Lamb波傳播過程的影響。當焊縫余高增加時，聲場峰值能量先增加后減少，在焊縫余高1.2mm時達到最高。當余高達到2.0mm時，回波波包時域?qū)挾茸儗?。當焊縫寬度增加時，聲
5、場峰值能量先增加后減少，在焊縫寬度15mm時達到最高，焊縫寬度不影響回波模態(tài)。其次，研究了鋁板曲率對Lamb波傳播過程的影響，發(fā)現(xiàn)曲率變化對Lamb波傳播過程及回波信號影響較小。最后，利用布爾操作構(gòu)造了不同位置的橫向槽狀缺陷、孔狀缺陷，并采用A0和A1模態(tài)Lamb波對其檢測過程進行了仿真研究。結(jié)果表明：A0模態(tài)入射的Lamb波與缺陷作用的回波幅值與缺陷尺寸線性相關(guān)，可用以表征缺陷尺寸。A1模態(tài)缺陷回波幅值與缺陷尺寸不呈正相關(guān)關(guān)系，但對微小缺陷敏感。在Lamb波檢測實驗中，在板厚4mm，焊縫余高1.6
6、mm，寬度12mm的試件上制作了不同種類、尺寸的人工缺陷，并對其進行檢測研究。橫向槽狀人工缺陷實測信號與仿真結(jié)果有較好的一致性，從而證實了仿真的正確性。為了提高對缺陷的辨識能力，研究了探頭頻率對Lamb波回波信號的影響，確定了最佳檢測頻率為1.5MHz，A2模態(tài)可有識別孔徑3.0mm、孔深4.0mm的底面孔狀缺陷，檢測距離500mm，波高占滿屏12%。采用了短時傅立葉變換（STFT）及小波變換（WT）對Lamb波回波信號進行時頻分析，確定了最優(yōu)的HAMMING窗口尺寸以及CMOR小波基的小波中心頻率
7、因子。結(jié)果表明：WT時頻分析結(jié)果中無關(guān)頻率干擾較少，回波信號頻帶窄。通過WT時頻分析，有效識別了高大于滿屏2%的缺陷，提高了雜波干擾下目標信號的辨識能力。關(guān)鍵詞：超聲Lamb波；模擬仿真；缺陷檢測；時頻分析-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractThereareproblemssuchasnear-surfaceblindzoneandlowefficiencyinthetestingofLargegirthandstraightweldbyconventionalultrasonicm
8、ethod.Differentfromgeneralultrasonictesting,ultrasonicLambwavehassmallattenuationandlongpropagationdistance,anditcanovercomethedrawbacksofconventionalultrasonictestingrequiringpoint-by-pointscanning,anddoesnotrequiretimeandefforttoclear
