毕业论文课题相关文献综述
文献综述1.1超声波无损检测1.1.1 研究背景及意义超声波检测出是目前应用最广泛的焊缝无损检测方法,然而其声束沿着焊缝厚度方向传播,检测时需要沿着焊缝轴向移动传感器进行扫查检测,对于长距离焊缝检测效率低[1]。
超声导波检测是近年来发展起来的无损检测新方法,焊缝特征导波的声束沿着焊缝轴向传播,检测时将传感器布置在焊缝上端面,声束沿着焊缝进行一次扫描,质点振动可遍及整个焊缝厚度,通过分析反射回波可实现缺陷的的定位和相对定量,超声导波检测技术在很多大型长输结构如管道、铁轨等已经得到了广泛的应用,但在大型板料结构焊缝缺陷无损检测的应用仍停留在理论研究和实验室阶段[2]。
1.1.2SH波和Lamb波的发现及研究对比2006年,Sargent在实验中发现了一种沿着焊缝传播的导波模态,这种模态衰减小、能量集中于焊缝,将其命名为焊缝特征导波[3]。
2012年,英国帝国理工大学的Z.Fan通过有限元仿真和实验发现,焊缝特征导波中的SH波更适合焊缝缺陷检测。
SH波作为焊缝特征导波的一种特殊模态[4],质点的位移偏振方向位于与板面平行的水平面内,声波反射时只有SH波不发生其他模态转换,此外,SH波在传播过程中衰减少、泄露小,因此在焊缝缺陷检测领域得到了广泛的研究,尤其是中厚板,弥补了Lamb波[5]多模态、多频散的不足。
相比传统的体波[6]损伤检测,超声导波具有传播距离远,能量损失低等优点已成为当前结构健康监测/无损检测领域的研究热点。
在薄板结构中,导波可分为Lamb波和水平剪切( ShearHorizontal,SH)波。
Lamb波和SH波是两种常用的超声导波,其衰减较小,传播距离较远,检测精度较高,因而被广泛应用于石油管道、金属板材、列车轮轨等工业检测中。
超声导波在待测试件中传播,遇到缺陷时会产生回波,利用脉冲反射法可对试件中缺陷进行实时检测,极大地提高了缺陷检测的效率;导波传播时,整个金属板内质点均发生振动,使得薄板的上下表面缺陷及内部缺陷都可检测[7]。
超声导波传播过程中往往伴随着多模态特性和频散特性,增加了检测难度,但有效利用这一特性可以准备分辨出缺陷的类型、大小和形状,提高检测精度[8]。
