小口径薄壁管周向超声导波探伤的理论与实验研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 郭秋娟 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2008-05-26 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 冼爱平 |
| 关键词 | 小口径薄壁管 超声探伤 周向导波 频散 位移分布 |
| 其他题名 | Theoretical and Experimental Study on NDT of Small Tubes by Ultrasonic Guided Circumferential Waves |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | 在航空、核能等重要领域中都大量使用小口径薄壁管，为防止灾难性事故发生，要求对这些管材进行高灵敏度和高可靠性的无损检测。现有的几乎唯一有效的水浸聚焦探伤法存在着不能进行原位探伤、检测速度慢等缺点。新兴的周向导波技术可望弥补上述不足，但是国内外对小口径薄壁管中周向导波的研究几乎处于空白状态。为此本文对小口径薄管壁中传播的周向导波进行了理论分析和实验研究。 本文的理论分析部分通过解自由(无应力)边界条件下管壁中周向导波波动方程的边值问题，得到了管壁中周向导波的频散方程。用数值方法解频散方程，在此基础上绘制了多种规格的小口径薄壁管中的周向导波的频散曲线，得到了各种不同规格的管材中的周向导波的共同特点和一般规律，得出了频散曲线随管径和壁厚变化的规律。对某些管中同一频率不同模态及不同频率同一模态的周向导波的振动位移进行了计算，得到了振动位移的幅度和相位随径向位置 的变化曲线。将1阶模态周向导波与瑞利波进行了全面的对比，发现二者的传播速度几乎相等，振动位移的幅值和相位沿径向的分布（随 的变化）几乎相同。 实验部分用入射角为50°，频率分别为10MHz和5MHz的斜探头在一系列小口径薄壁管中激励出了1阶模态周向导波，并检测到了来自内外壁上0.07mm深的纵向刻痕的缺陷回波，并且有很高的信/噪比。通过群速度测量值与计算值的对比，频散特性和位移幅值沿径向分布特点的对比，确定了所得导波为1阶模态周向导波。实验表明缺陷越靠近外表面、缺陷深度越大、探头频率越高，1阶模态周向导波的检测灵敏度越高。实验过程中观察到一组特殊的回波序列，查明了这种回波是由耦合剂液面反射产生的，它对保证探伤可靠性具有重要价值。实际探伤实验和金相解剖验证表明，这种方法能发现各种自然缺陷，并具有较高的探伤灵敏度和可靠性，达到国家标准关于航空和核工业用管超声探伤的要求，而且操作灵活，可有效地进行小口径薄壁管的原位探伤，弥补了水浸聚焦法的不足。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 89 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17178]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭秋娟. 小口径薄壁管周向超声导波探伤的理论与实验研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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