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空调冷凝器管道激光超声导波跨能量层级映射迁移检测方法
1
作者 洪晓斌 黄刘伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期230-238,共9页
空调冷凝器是空调设备的关键部件,其弯管连接部位由于损伤类型多和几何形状复杂等原因造成传统接触式损伤检测手段难以应用,本文提出一种基于能量映射迁移网络的非接触式激光超声导波无损检测方法。首先,通过小波分解提取烧蚀信号和热... 空调冷凝器是空调设备的关键部件,其弯管连接部位由于损伤类型多和几何形状复杂等原因造成传统接触式损伤检测手段难以应用,本文提出一种基于能量映射迁移网络的非接触式激光超声导波无损检测方法。首先,通过小波分解提取烧蚀信号和热弹信号的概貌波形,设计自编码能量映射函数将热弹信号特征空间映射到烧蚀信号特征空间,获得更接近烧蚀信号特征的映射热弹信号。其次,通过能量映射迁移网络对齐映射热弹信号和烧蚀信号特征空间,将网络模型中的域转换误差和样本标签误差之和用作特征空间对齐误差值。最后,对空调冷凝器泄漏、分层和裂纹等损伤进行检测实验验证所提新方法性能,结果表明其损伤识别精度为93.09%,比传统激光热弹激励检测方法提高了7.23%。 展开更多
关键词 空调冷凝器 管道损伤 激光超声导波 深度迁移学习 能量映射
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适用于声源定位的气体绝缘输电线路超声导波传播特性研究
2
作者 杜志叶 郝兆扬 +2 位作者 赵鹏飞 王恒 郝乾 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期852-862,共11页
基于到达时间差(TDOA)的声源定位方法是当前气体绝缘输电线路(GIL)故障定位的主要方式,声波在GIL结构上的传输特性深刻影响着定位结果的准确性。为进一步提升故障定位精度,该文提出了考虑导波频散与多模态特性的GIL壳体声传输分析模型,... 基于到达时间差(TDOA)的声源定位方法是当前气体绝缘输电线路(GIL)故障定位的主要方式,声波在GIL结构上的传输特性深刻影响着定位结果的准确性。为进一步提升故障定位精度,该文提出了考虑导波频散与多模态特性的GIL壳体声传输分析模型,以典型220 kV GIL管段为研究对象,建立声波传输有限元模型,研究了导波特性对故障定位的影响,确定了适用于故障定位的超声导波模态以及GIL非直管结构对该模态导波的衰减与时延量,通过现场定位试验验证了分析模型的可行性,为GIL声源故障定位系统的传感器配置与定位阈值设置提供了计算依据。结果表明,在20~60 kHz频带内,F(1,1)模态导波具有能量高、波形形状稳定、抗干扰能力强等特点,使用该模态导波进行故障定位精度较高。GIL非直管结构会对F(1,1)模态导波造成较大的幅值衰减与一定程度的时延,在故障定位中考虑非直管结构衰减与时延影响可以使定位误差降低60%以上。 展开更多
关键词 气体绝缘输电线路(GIL) 故障定位 到达时间差(TDOA) 超声导波 传播特性
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超声导波目标模式的激励方法研究
3
作者 丁涛涛 郭宇 项延训 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期20-26,共7页
超声导波检测过程中不同模态导波信号与各类损伤之间的相互作用存在差异性,直接影响了损伤检测及定位成像结果的可靠性。因此,系统研究导波目标模式的激励方法从而获得理想的导波信号,有助于实现多类型损伤的精准检出以及获得高分辨率... 超声导波检测过程中不同模态导波信号与各类损伤之间的相互作用存在差异性,直接影响了损伤检测及定位成像结果的可靠性。因此,系统研究导波目标模式的激励方法从而获得理想的导波信号,有助于实现多类型损伤的精准检出以及获得高分辨率定位成像结果。该研究基于理论分析、有限元仿真和试验测量开展了超声导波目标模式的激励方法研究。理论分析导波目标模式激励的条件,并且构建二维多物理场仿真模型进行导波目标模式激励方法的验证。试验过程中将梳状换能器与锆钛酸铅压电陶瓷(piezoelectric ceramic, PZT)进行比较分析,结果表明,梳状换能器相较于PZT压电片具有良好的模式选择能力。另外,设计制作四分之一全向和全向梳状换能器,使其进行目标模式导波信号激励的同时实现传播方向的调控。 展开更多
关键词 超声导波 目标模式 梳状换能器 声场调控
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面向高端装备承力结构的超声导波检测系统
4
作者 魏钧涛 韩泽 +1 位作者 陈佩祥 姜明顺 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期121-128,201,共9页
针对高端装备承力结构的健康监测问题,研制了集成128个传感器通道的超声导波检测系统,包括集成化的压电传感智能层、系统主机和具有损伤实时定位功能的上位机软件3部分。首先,通过优化智能层外观与叠层设计、提高主机输出功率、自适应... 针对高端装备承力结构的健康监测问题,研制了集成128个传感器通道的超声导波检测系统,包括集成化的压电传感智能层、系统主机和具有损伤实时定位功能的上位机软件3部分。首先,通过优化智能层外观与叠层设计、提高主机输出功率、自适应放大响应信号、增加串扰抑制电路等措施,保证系统能够在复杂环境中可靠运行;其次,搭建不同的测试环境,分别对系统的串扰抑制效果、定位准确性和变温变振动条件下信号的稳定性进行验证。结果表明:系统实现了对不同强度串扰信号的剥离;损伤定位误差为毫米级;温度和振动干扰引起的损伤指数较模拟损伤小1个数量级。该超声导波检测系统稳定性高、环境适应性强,可作为在线监测仪器用于高端装备承力结构的健康监测。 展开更多
关键词 超声导波 串扰抑制 智能层 结构健康监测
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基于超声导波的氟化工高温管道壁厚检测技术
5
作者 李岩 罗茜 +2 位作者 刘睿浩 云泽 张冀翔 《化工机械》 CAS 2024年第1期145-150,164,共7页
基于超声导波无损检测技术,开发了一套应用于氟化工装置高温管道的壁厚检测装备,结合无线传输技术能够实现对高温管道腐蚀状况的长期在线监测,进而降低因腐蚀问题造成的泄漏、破裂等事故的发生频率。采用矩形波导杆作为温度缓冲结构,在... 基于超声导波无损检测技术,开发了一套应用于氟化工装置高温管道的壁厚检测装备,结合无线传输技术能够实现对高温管道腐蚀状况的长期在线监测,进而降低因腐蚀问题造成的泄漏、破裂等事故的发生频率。采用矩形波导杆作为温度缓冲结构,在超声换能器和高温管道之间实现自然降温,同时还能作为传递非频散水平剪切波的媒介。利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对波导杆和高温试件进行热仿真分析和超声波场模拟,对波导杆进行结构优化,并在波导杆上激励和接收了非频散水平剪切波。对常温和高温工况下的不锈钢板进行试验和仿真分析,研究了超声导波的传播特性与机理,测量了不同温度下的钢板厚度,揭示了温度对厚度测量的影响规律。 展开更多
关键词 高温管道 壁厚检测 波导杆 超声导波 仿真分析
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利用分形维数和BP神经网络实现超声导波缺陷分类的实验研究
6
作者 武静 饶子玉 +4 位作者 沈宇驰 廖斌 张伟伟 邹厚德 马宏伟 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期328-338,共11页
近年来,超声导波技术广泛应用于管道的无损检测中。然而,不同微小缺陷类型(如裂纹、孔洞、凹陷变形等)引起的缺陷回波微弱且无明显不同,使得微小缺陷的识别和分类始终是检测难点。为识别不同微小缺陷的类型,利用对微弱周期信号敏感的Duf... 近年来,超声导波技术广泛应用于管道的无损检测中。然而,不同微小缺陷类型(如裂纹、孔洞、凹陷变形等)引起的缺陷回波微弱且无明显不同,使得微小缺陷的识别和分类始终是检测难点。为识别不同微小缺陷的类型,利用对微弱周期信号敏感的Duffing系统,提出了基于Duffing系统的动力学指标分形维数和反向传播(Back Propagation,BP)神经网络相结合的信号特征分类方法。利用BP神经网络对输入参数进行训练。其中,输入参数分为两组。第一组输入参数为由小波能量值、时域参数、分形维数特征等组成的21维k_(1)向量。第二组作为对照组,其输入参数为波能量值、时域参数组成的18维k_2向量。上述两组均输出3维向量,即输出缺陷类型。数值模拟及实验验证均表明,在加入混沌指标分形维数后识别准确率明显提升。其中,数值模拟的准确率由86.35%提升至91.85%,实验中的准确率由83.16%提升至86.06%。数值模拟和实验都验证了利用分形维数和BP神经网络结合能够更好地完成管道缺陷的识别和分类。创新性地将分形维数作为BP神经网络的特征输入,有效提高了分类的准确率,实现了因管道中小缺陷实验数据不足或检测难度大的有效识别和精确分类。研究对于实际工程中管道缺陷分类,预防管道事故具有重要意义。 展开更多
关键词 管道 超声导波 分形维数 BP神经网络
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高压断路器储能蜗卷弹簧超声导波检测技术应用研究
7
作者 边美华 张兴森 +1 位作者 卢展强 李君华 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期32-41,49,共11页
储能蜗卷弹簧是高压断路器操动机构的核心部件,在工作中容易产生疲劳裂纹或损伤,对其超声导波检测是确保电网安全稳定运行的重要措施。文中通过研究断路器储能蜗卷弹簧超声导波传播机理,开展断路器储能蜗卷弹簧超声导波检测的影响因素分... 储能蜗卷弹簧是高压断路器操动机构的核心部件,在工作中容易产生疲劳裂纹或损伤,对其超声导波检测是确保电网安全稳定运行的重要措施。文中通过研究断路器储能蜗卷弹簧超声导波传播机理,开展断路器储能蜗卷弹簧超声导波检测的影响因素分析,同时设计开发了一套断路器储能蜗卷弹簧无损检测的超声导波检测仪器,并经现场实际检测验证,解决了断路器储能蜗卷弹簧在不解体情况下检测难题,为今后储能蜗卷弹簧入网检测提供新的技术手段。 展开更多
关键词 储能蜗卷弹簧 超声导波 频散曲线
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基于超声导波的垃圾焚烧锅炉高温过热器管排腐蚀深度检测技术
8
作者 魏佳佳 《长春大学学报》 2024年第4期14-20,共7页
为提高垃圾焚烧高温过热器管排腐蚀深度检测效果,提出一种超声导波检测技术。采集高温过热器管排腐蚀深度超声导波数据。滤波采集数据,并聚类损伤特征。识别回波信号的特征,匹配识别的腐蚀特征,并进行矩阵分割。以此为基础形成空间成像... 为提高垃圾焚烧高温过热器管排腐蚀深度检测效果,提出一种超声导波检测技术。采集高温过热器管排腐蚀深度超声导波数据。滤波采集数据,并聚类损伤特征。识别回波信号的特征,匹配识别的腐蚀特征,并进行矩阵分割。以此为基础形成空间成像参数,得到高温过热器管排腐蚀检测图像结果。实验结果表明,所提技术对高温过热器管排腐蚀深度的检测误差小于2.7%,检测误差较小。 展开更多
关键词 超声导波 垃圾焚烧锅炉 腐蚀深度检测
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超声导波-电磁超声组合技术在油气管道的腐蚀检测应用
9
作者 刘帅帅 《中国科技期刊数据库 工业A》 2024年第2期0155-0158,共4页
本项目拟将超声导波与电磁超声相结合,其在一定程度上突破了传统检测方法的部分限制,给油气管道腐蚀检测提供了更加完善、准确及可靠的措施,从而进一步实现对多部位、多种类型腐蚀(包含表面腐蚀、内部腐蚀等)的无损探测,为管线的安全运... 本项目拟将超声导波与电磁超声相结合,其在一定程度上突破了传统检测方法的部分限制,给油气管道腐蚀检测提供了更加完善、准确及可靠的措施,从而进一步实现对多部位、多种类型腐蚀(包含表面腐蚀、内部腐蚀等)的无损探测,为管线的安全运营、提高管道的使用时间奠定基础。本论文主要研究了超声导波与电磁超声联合探测在油气管道中的运用。 展开更多
关键词 油气管道 腐蚀 检测 超声导波 电磁超声
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钢轨中超声导波模式激励方法研究 被引量：1
10
作者 胡辰阳 陈嵘 +3 位作者 江文强 徐井芒 李浩然 王平 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期93-99,共7页
超声导波具有传播距离长、探测范围大的优点,可应用于铁路快速、远距离的检测。较为单一导波模式的激发和传播有利于信号处理和损伤识别。本文基于正交模式展开方法对钢轨中较单一波模式的激励方法开展研究,给出考虑切向激励的横截面振... 超声导波具有传播距离长、探测范围大的优点,可应用于铁路快速、远距离的检测。较为单一导波模式的激发和传播有利于信号处理和损伤识别。本文基于正交模式展开方法对钢轨中较单一波模式的激励方法开展研究,给出考虑切向激励的横截面振幅因子经验公式,分析不同位置激励时钢轨中不同导波模式的振幅因子;通过有限元仿真对激励方法进行验证,使用上述激励方法对轨头和轨底缺陷进行检测,结果表明该激励方法激励的波模式较为单一,可明显识别伤损回波信号。该方法可用于开发适用于损伤识别的单一波模式激励策略,显示无损检测和结构健康监测应用的潜力。 展开更多
关键词 钢轨 超声导波 正交模式展开法 激励方法
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车载储氢气瓶超声导波探头设计
11
作者 丁菊 袁奕雯 +2 位作者 汤陈怀 王胜辉 李小科 《石油化工设备》 CAS 2023年第1期9-13,共5页
设计了一种由连接器、线圈、永磁体、磁致伸缩带、铁芯、填充材料、外壳及手柄等主要组件构成的扭转模态导波探头,应用设计的超声导波探头进行了Ⅲ型车用高压储氢气瓶上模拟裂纹缺陷的超声导波检测,基于检测结果验证了探头的设计可靠性... 设计了一种由连接器、线圈、永磁体、磁致伸缩带、铁芯、填充材料、外壳及手柄等主要组件构成的扭转模态导波探头,应用设计的超声导波探头进行了Ⅲ型车用高压储氢气瓶上模拟裂纹缺陷的超声导波检测,基于检测结果验证了探头的设计可靠性和使用效果。此探头理论上能够在检测对象上任意移动,适用于常规超声导波初步整体检测后的局部损伤和缺陷详细检测,具有较高的周向定位准确性和变截面检测灵敏度。 展开更多
关键词 储氢气瓶 探头 无损检测 超声导波 设计
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自由锚杆纵向超声导波特性理论计算与试验研究
12
作者 张小明 李卓然 +1 位作者 李智 禹建功 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第2期27-33,共7页
基于超声导波技术的锚杆无损检测对保障工程安全具有重要意义。利用解析勒让德多项式方法研究自由锚杆纵向超声导波传播和衰减特性,该方法克服了传统勒让德多项式方法因含有大量数值积分计算致使求解时间长的问题,计算效率得到极大提高... 基于超声导波技术的锚杆无损检测对保障工程安全具有重要意义。利用解析勒让德多项式方法研究自由锚杆纵向超声导波传播和衰减特性,该方法克服了传统勒让德多项式方法因含有大量数值积分计算致使求解时间长的问题,计算效率得到极大提高。计算钢杆的纵向导波群速度和衰减,与已有文献结果比较,证明此方法的正确性;与传统多项式方法对比,揭示此方法的高效性。通过试验研究自由锚杆导波传播特性,测得导波群速度值,与理论结果进行比较。结果表明:自由锚杆L(0,3)-L(0,10)模态下的衰减最小值和群速度最大值均随模态阶数增大而增大,且衰减最小值与群速度最大值在同一频率处。导波衰减值与回波振幅之间存在对应关系,衰减值越小,端面回波幅值越大。 展开更多
关键词 自由锚杆 纵向超声导波 勒让德多项式方法 群速度 衰减
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超声导波频散曲线反演皮质骨参数的研究 被引量：1
13
作者 樊天地 宋小军 《声学技术》 CSCD 北大核心 2023年第1期46-51,共6页
皮质骨参数的变化可以反映骨质的健康状况,因此文章提出了一种频散能量匹配算法来反演皮质骨参数。首先,通过频散特性方程计算出预定义参数下的频散曲线数据库;其次,利用时域有限差分算法建立皮质骨声场模型,将仿真的时域信号通过功率... 皮质骨参数的变化可以反映骨质的健康状况,因此文章提出了一种频散能量匹配算法来反演皮质骨参数。首先,通过频散特性方程计算出预定义参数下的频散曲线数据库;其次,利用时域有限差分算法建立皮质骨声场模型,将仿真的时域信号通过功率谱估计得到频散能量信息,并与数据库进行匹配,通过分析匹配结果的能量从而得到皮质骨的厚度、纵波速度和横波速度。仿真结果显示:与理论值相比,厚度的平均相对误差为3.8%,纵波速度与横波速度的平均相对误差分别为0.6%、0.9%。对三组离体牛胫骨皮质骨进行反演,离体实验结果显示:与真实值相比,厚度相对误差为4.9%,且实验频散曲线与反演得到的理论频散曲线吻合。因此文中所提出的反演算法可以有效获取皮质骨的厚度,横波速度和纵波速度,从而为评价骨质的健康状况提供可靠的依据。 展开更多
关键词 超声导波 频散曲线 皮质骨 参数反演
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基于超声导波波束成形的缺陷反演方法研究
14
作者 武靖昌 张应红 +4 位作者 钱智 马智勇 李鹏 李翔宇 钱征华 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期497-506,共10页
利用超声导波对板结构中的缺陷进行反演可以确定缺陷的位置和形状信息,针对走时成像方法在低频范围内效果不佳的问题,提出一种基于波动场的超声导波缺陷反演成像方法。根据波动方程推导出波束成形成像原理,利用Born近似下的散射场数据... 利用超声导波对板结构中的缺陷进行反演可以确定缺陷的位置和形状信息,针对走时成像方法在低频范围内效果不佳的问题,提出一种基于波动场的超声导波缺陷反演成像方法。根据波动方程推导出波束成形成像原理,利用Born近似下的散射场数据对成像区域像素点的值进行相干叠加,得到缺陷的位置和形状。再通过波束成形与傅里叶衍射定理在频域的映射关系,将波束成形的结果转化为衍射层析成像图像,得到了更为清晰的反演图像。针对衍射层析成像中存在伪影和噪声的问题,利用二维变分模态分解(Two-dimensional variational mode decomposition,2D-VMD)方法对图像进行降噪处理,有效去除了伪影和缺陷轮廓边缘的毛刺,进一步提高了成像分辨率。反演结果表明该方法可以较为准确地重构出铝板上减薄缺陷的位置、大小和形状,具有较高的分辨率。 展开更多
关键词 固体力学 超声导波 缺陷反演 波束成形 衍射层析成像 二维变分模态分解
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面向超声导波检测的管道腐蚀建模及仿真实现
15
作者 王晓娟 杨帆 +2 位作者 王错 赵锴 郑毅 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期71-80,共10页
超声导波技术被大量应用于管道腐蚀的检测与评估。腐蚀是实际管道中的主要缺陷形式,管道腐蚀缺陷形貌多样且复杂,针对管道腐蚀导波检测的很多研究是通过仿真手段开展的。常用的缺陷简化模型不能充分反映实际腐蚀缺陷的复杂程度,有可能... 超声导波技术被大量应用于管道腐蚀的检测与评估。腐蚀是实际管道中的主要缺陷形式,管道腐蚀缺陷形貌多样且复杂,针对管道腐蚀导波检测的很多研究是通过仿真手段开展的。常用的缺陷简化模型不能充分反映实际腐蚀缺陷的复杂程度,有可能造成分析结果的偏差。本文在分析腐蚀特点基础上提出了基于W-M分形函数的腐蚀仿真模型,研究了管道腐蚀缺陷的有限元自动建模仿真方法,并通过分析讨论超声导波检测不同腐蚀缺陷的仿真结果对模型的有效性进行了验证,结果证明基于本文提出的腐蚀模型所得缺陷回波可提供更丰富的缺陷信息,有利于揭示管道腐蚀特征与导波信号之间的量化关系。本文的研究成果可为进一步分析管道腐蚀缺陷的检测评估建立理论基础。 展开更多
关键词 超声导波 管道腐蚀 仿真建模 W-M分形函数
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板状结构非线性超声导波理论与成像方法研究进展
16
作者 赵成威 李健 +4 位作者 陈世利 刘洋 项延训 邓明晰 曾周末 《自动化仪表》 CAS 2023年第10期1-13,19,共14页
非线性超声导波对检测材料早期损伤具有独特的优势,可以大幅度增加结构状态管理域。但激励具有累积效应的非线性导波十分困难。一方面,非线性理论较为复杂。另一方面,非线性效应较弱,在试验中易受到噪声干扰。立足于板状非线性超声导波... 非线性超声导波对检测材料早期损伤具有独特的优势,可以大幅度增加结构状态管理域。但激励具有累积效应的非线性导波十分困难。一方面,非线性理论较为复杂。另一方面,非线性效应较弱,在试验中易受到噪声干扰。立足于板状非线性超声导波的发展,阐述了非线性导波波动理论,分析了产生累积二次谐波的必要条件,包括相位匹配和非零能量流耦合。简述了阵列导波成像方法的代表性研究进展,重点介绍了非线性超声导波与层析成像技术的结合。通过展示含有不同程度早期损伤的金属板材重构实例,证明了非线性导波对于微腐蚀、微裂纹和疲劳等早期损伤准确定位和损伤程度定量表征的能力。总结了非线性超声导波及层析成像技术的优势与面临的挑战,并预测了发展前景。 展开更多
关键词 非线性超声导波 层析成像 早期损伤 二次谐波 相位匹配 非零能量流
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非线性超声导波钢轨裂纹检测模态选取研究
17
作者 杨文林 史红梅 +2 位作者 牛笑川 许西宁 朱力强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期141-154,共14页
不同模态对不同位置裂纹的敏感程度不同,针对裂纹检测时模态选取不准的问题,研究50 kHz激励下可累积二次谐波模态对、模态振型和裂纹位置的影响,提出了由3个指标评定的最优裂纹敏感模态选取方法(selection of optimal crack-sensitive m... 不同模态对不同位置裂纹的敏感程度不同,针对裂纹检测时模态选取不准的问题,研究50 kHz激励下可累积二次谐波模态对、模态振型和裂纹位置的影响,提出了由3个指标评定的最优裂纹敏感模态选取方法(selection of optimal crack-sensitive mode,SOCSM),通过相对非线性系数β随裂纹生长的变化趋势评价模态对裂纹的敏感度。为准确激励出所需模态提出了最优模态激励算法(optimal mode excitation,OME),为验证SOCSM法和OME法的有效性和准确性,以CHN60钢轨轨腰处裂纹为例进行了数值仿真分析以及实验验证。结果表明,采用OME法能准确激励出模态组合11和模态组合1;50 kHz激励下模态组合11的β随裂纹生长单调增加,而模态组合1几乎没有变化,说明模态组合11更适合检测轨腰处的裂纹,对裂纹的微小变化非常敏感,两个模态组合均能产生可累积二次谐波,裂纹的存在会影响导波传播,即影响信号的幅值大小。 展开更多
关键词 非线性超声导波 最优裂纹敏感模态 最优模态激励 可累积二次谐波 数值仿真
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基于磁致伸缩超声导波的道岔尖轨缺陷监测实验研究
18
作者 栗霞飞 吴斌 +4 位作者 刘尧 刘秀成 李佳明 林书毅 马一凡 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期833-841,共9页
尖轨缺陷是道岔系统的重要安全隐患之一。研究利用平板式磁致伸缩传感器在轨底激发30、70和100 kHz的类水平剪切波,对尖轨轨头和轨底缺陷进行监测。首先,研究了环境温度对尖轨中特征结构反射回波波包能量的影响规律,观察到波包能量随温... 尖轨缺陷是道岔系统的重要安全隐患之一。研究利用平板式磁致伸缩传感器在轨底激发30、70和100 kHz的类水平剪切波,对尖轨轨头和轨底缺陷进行监测。首先,研究了环境温度对尖轨中特征结构反射回波波包能量的影响规律,观察到波包能量随温度近似线性增长。提出利用特征信号和基准信号能量比值的方法,有效补偿温度对监测结果的影响。其次,开展了尖轨轨头和轨底缺陷体积增大过程中的导波监测实验,利用了缺陷及其后端反射波包能量“先扬后抑”的特性,增强了导波对缺陷的识别能力。以30和70 kHz导波为例,它们可分别识别出长20.0 mm、宽2.0 mm、深7.1 mm的轨底缺陷和长38.6 mm、宽2.0 mm、深10.1 mm的轨头缺陷。上述研究表明,磁致伸缩导波技术可以实现道岔尖轨缺陷的有效监测,具有重要的工程应用前景。 展开更多
关键词 道岔尖轨 磁致伸缩 超声导波 缺陷监测 能量 缺陷
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薄壁结构损伤识别的超声导波多模态融合成像方法
19
作者 左浩 邢娇 +1 位作者 康敬东 惠记庄 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期88-96,共9页
针对稀疏阵列损伤定位精度低和分辨率不高的问题,基于超声导波频散和多模态效应,提出了一种适用于薄壁结构损伤识别的相控阵超声导波多模态融合成像方法。首先,利用频散预补偿机制构造超声导波频散预补偿激励信号,消除超声导波响应信号... 针对稀疏阵列损伤定位精度低和分辨率不高的问题,基于超声导波频散和多模态效应,提出了一种适用于薄壁结构损伤识别的相控阵超声导波多模态融合成像方法。首先,利用频散预补偿机制构造超声导波频散预补偿激励信号,消除超声导波响应信号的频散效应,校正相位失真,实现超声导波合成波阵面动态聚焦;其次,通过Chirp线性调频信号激励技术,提取A0模态和S0模态占优的窄带高频超声导波响应信号作为检测波形,利用相控阵全聚焦方法构造单模态超声导波全聚焦成像;最后,利用不同模态超声导波频散特性差异显著的特点,融合A0模态和S0模态相控阵超声导波全聚焦成像结果,实现超声导波多模态融合成像。实验结果表明:所提超声导波多模态融合成像方法不需要基准信号,能够实现铝板结构单损伤、多损伤高精度定位和高分辨率成像,最大定位误差仅为7.2 mm;相比于单模态聚焦成像,多模态融合成像结果可以有效提高损伤成像的分辨率和信噪比,抑制旁瓣,避免产生伪像。所提方法可为薄壁结构多损伤检测提供有效途径。 展开更多
关键词 薄壁结构 损伤识别 超声导波 频散补偿 多模态融合成像
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多层圆柱体锚固结构中超声导波频散特征的研究
20
作者 白雨佳 张昌锁 +2 位作者 牛潘宇 张玥 赵金昌 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期773-780,共8页
超声导波无损检测技术因其高效和快捷的优点成为检测锚杆锚固质量的有效方法。但锚固锚杆结构中超声导波的多模态性、频散性与能量泄露导致完整的锚杆底端反射信号的获得具有不确定性。应用弹性动力学理论并采用全局矩阵法建立超声导波... 超声导波无损检测技术因其高效和快捷的优点成为检测锚杆锚固质量的有效方法。但锚固锚杆结构中超声导波的多模态性、频散性与能量泄露导致完整的锚杆底端反射信号的获得具有不确定性。应用弹性动力学理论并采用全局矩阵法建立超声导波在多层圆柱体锚固结构中的频散方程的通用表达式,然后通过非线性外推法和二分法两步算法求解频散方程的精确解,解决了频散曲线的分类和相交等难题,获得了具有自主知识产权的求解多层圆柱体锚固结构频散曲线的程序。利用该程序计算了不同锚固锚杆结构的频散曲线,并与商用软件Disperse计算的结果吻合较好。同时用本程序计算了实验室有限锚固结构中的频散曲线,验证了低频导波在有限与无限结构中的巨大差异,而这一结构特征的频散特性Disperse并未给出相关算例。 展开更多
关键词 无损检测 锚固锚杆 全局矩阵法 超声导波 Disperse软件
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