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《河北科技大学》 2016年
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板状结构中超声Lamb波频散特性研究及其探头研制

程莉  
【摘要】:储罐是石油化工企业中广泛使用的设备,由于储罐底板受其所处环境的影响易产生腐蚀而造成罐底板强度下降甚至穿孔泄漏,因此,准确地检测储罐底板的质量,对设备的安全稳定运行是十分必要的。超声Lamb波是超声导波的一种形式,在检测板状材料的缺陷时具有敏锐、经济的特点,是对板状结构损伤检测的有效手段之一。为了有效地利用超声Lamb波对各种储罐底板进行结构检测,本文由频散方程绘制出不同材料储罐底板的频散曲线并分析其频散特性,设计了一种Lamb波检测探头,并对探头基本性能进行了测试。主要研究内容如下:1)综述了国内外Lamb波检测技术发展现状,列举了国内外超声波检测仪器的主要产品,并分别介绍其功能和特点。2)根据Rayleigh-Lamb方程,求解无限大板中Lamb波的频散曲线,再利用Matlab软件绘制出Lamb波在不同材料储罐底板中的相速度和群速度曲线,并进行了对比分析。通过对不同材料频散特性的分析与比较,选取每种材料在实际检测中可选的模态及频厚积范围。3)根据Lamb波的特点选取斜探头,并针对探头的压电晶片、阻尼块、斜楔及吸声材料分别选取合适的材料,然后依据被检测材料的频散特性,分别计算出晶片大小和斜楔角度,最终将设计的探头交由厂家完成制作。4)利用超声检测仪、高频信号发生器、高频毫伏表和试块等仪器设备,对探头的等效阻抗、入射点、折射角(K值)、灵敏度余量以及分辨率进行测试,制作了DAC曲线。测试结果表明各项技术指标满足设计要求。
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB559

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