超声导波在焊缝缺陷检测中的发展与挑战

简要回顾了超声导波技术的发展历程,调研了导波在焊缝缺陷检测中的研究现状。从导波与焊缝的交互作用、导波与缺陷的交互作用两个角度出发,分析了板状结构焊缝缺陷检测的发展与应用。结合导波纵向模态、扭转模态、结构特点,阐述了管道焊缝缺陷检测技术的进展。最后总结了当前导波技术在焊缝缺陷检测中面临的机遇与挑战。     

零群速度特征导波在焊缝损伤评估中的应用

通过数值模拟方法研究了零群速度特征导波(zero-group-velocity feature guided waves, ZGV-FGWs)在焊缝损伤检测中的应用。建立了焊缝结构的二维频域有限元模型,损伤程度用不同的杨氏模量表征,验证了焊缝结构中的共振现象并确定了能量集中在焊缝特征区附近时的共振频率。利用三维时域有限元方法确定了ZGV-FGWs共振模式的存在,并分析了不同杨氏模量焊缝的ZGV-FGWs传播特性。结果表明：随着材料杨氏模量的减小,ZGV-FGWs频谱信号幅值显著单调减小,且ZGV-FGWs频谱信号幅值的变化趋势与激励信号的频谱曲线吻合。基于此特性可以设置合适的激励信号,获得幅值变化更强的ZGV-FGWs频谱信号,进而准确评价焊缝的损伤状态。     

导波模态类型对锚固锚杆无损检测的影响

纵向模态、扭转模态和弯曲模态超声导波在锚固锚杆结构中衰减的差异性巨大,研究这3种模态超声导波的传播规律对无损检测中测试波的选择具有重要指导意义.应用全局矩阵法的理论计算方法和数值模拟方法分别对这3种模态导波的频散规律和传播规律进行研究,两种方法的研究结果吻合较好.研究结果表明,纵向模态在高频范围内存在衰减为20~44 dB/m的超声导波;扭转模态的所有导波衰减都大于180 dB/m;弯曲模态的导波衰减也大于50 dB/m.因此,纵向模态高频范围的超声导波由于衰减小、易激发等优点可以作为无损检测中的首选测试波.      

激励频率对扭转模态磁致伸缩导波检测性能影响

在综合考虑力-磁-声的多个物理场耦合的基础上,通过采用有限元数值仿真方法模拟扭转模态磁致伸缩导波对铁磁性管道的检测,研究激励电流频率对T模态导波检测效果的影响,并通过实验给予验证.结果表明:实验研究数据与仿真计算结果具有相同的变化趋势且存在一个最优频率;激励频率对检测效果有着明显的影响,通过调整激励频率能够使扭转模态导波幅值最大,实现磁致伸缩导波检测性能的优化.     

钢花管中低频纵向导波模态传播特性的数值仿真

钢花管是管棚超前支护中的核心承力构件.采用有限元仿真分析了低频纵向导波模态在钢花管中的传播特性和检测能力.建立带注浆小孔的钢花管中低频纵向导波模态传播的有限元模型.选取频率30kHz的L(0,2)模态用于钢花管检测.当注浆小孔直径为10mm时,孔数的变化对频率30kHz的L(0,2)模态第一次和第二次端面回波信号幅值影响较小.但随着孔数增加,该模态的群速度呈线性下降,每增加1个孔,该模态的群速度下降0.76m/s.研究孔数不变时孔径对频率30kHz的L(0,2)模态传播能力和传播速度的影响,结果显示孔径变化对该模态的能量传播影响较小.孔数和孔径对端面回波幅值影响较小,表明低频纵向超声导波具有对钢花管进行长距离检测的潜力.然而,随着孔径的增加,该模态的群速度也逐渐下降,但下降幅度不一致.研究结果为将低频纵向模态应用于钢花管结构的无损检测奠定了一定的基础.     

基于导波模态分析的高强钢丝腐蚀评估

为提高桥梁缆索损伤声发射监测的精度和可靠度,将小波变换的用于导波模态分析,提出了基于导波模态特征的高强钢丝腐蚀评估方法。通过有限元方法模拟多模态导波在索内单根高强钢丝中的传播过程,采用小波变换对节点振动加速度信号进行模态分析,并与柱波导理论时频曲线对比。通过在不同腐蚀程度高强钢丝上进行导波传播实验,分析了腐蚀损伤对导波模态特征的影响,并根据导波模态的频率分布特征构建评估指标,进行腐蚀评估。结果表明：有限元节点不同方向振动所包含的模态存在差异,数值计算结果与理论值吻合较好。高阶纵向导波频率更高,能量衰减更快,波形在反射过程中迅速消失。随腐蚀程度增加,高频高阶导波衰减严重,导波模态逐渐向低频低阶转移。基于导波模态特征的评估指标随腐蚀程度的增加单调上升,理想情况下,腐蚀率在7.6%以内的高强钢丝腐蚀损伤均可被有效识别。可见小波变换能够有效提取导波模态特征,基于导波模态特征构建评估指标可有效识别腐蚀损伤。     

基于模态参数损伤检测方法在海洋平台上的应用与改进

将基于模态参数的损伤检测方法应用于海洋平台，并进行改进．提出了利用2次测量频率变化量的频率检测方法，在无未损伤模型参数的情况下也可以发现损伤的存在，并对损伤进行初步定位；同时提出利用不完全振型的相对变化，判断某些构件的断裂．讨论了平台重量变化对频率与振型的影响，以便能更准确地对平台进行损伤检测．     

论开展导波检测技术应用研究的重要性

针对于目前胜利油田海上在役油气管线长期运行后存在重大安全隐患,以及常规检测方法检测效率低、缺陷检出率低等缺点,提出导波检测技术在海上在役油气管线检测中的应用,对提高管线安全使用寿命,降低运行风险,减少维修成本有重要意义。     

膨胀波纹管焊缝缺陷的检测及影响评价分析

焊缝可靠的性能是膨胀波纹管技术成功应用的关键因素之一。针对膨胀波纹管焊缝检测方法和性能评价标准缺失的现状,引入了数字化X射线平板成像技术。结合图像处理软件实现了波纹管焊缝缺陷的检测,可准确检测出缺陷的类型、尺寸及所处的位置,检测精度可达到0.01 mm。分析了气孔型、未焊透型和裂纹型这三种缺陷分别在焊缝的凹区和肩区时,缺陷的轴向宽度、径向深度、环向长度等参数对膨胀性能的影响,给出了30 MPa膨胀压力下的临界失效尺寸。人为地在焊缝上制备了特定尺寸的缺陷,通过水力膨胀试验,验证了计算结果的可靠性。该研究成果为膨胀波纹管的焊缝质量提供了检测方法,为焊缝性能的评价提供了依据。     

瑞利波泄漏模式的模拟研究

瑞利导波相速度频散曲线有时会出现截止或截断现象,此时必须考虑泄漏模式波的存在,如何快速求取泄漏模式波的相速度大小是研究的核心问题．采用添加附加层的方法,使瑞利波实频散方程求根的范围包含所有的层速度区域,从而可用Abo—zena,Menke和Bixing Zhang等学者研究过的传递矩阵理论,利用二分法求解相速度大小,即用导波来模拟计算泄漏模式波相速度大小．从模拟计算结果来看,附加层法不仅能模拟出原模型的实数导波,而且还能计算出泄漏模式波的变化．由此可见,用附加层法来计算瑞利波的泄漏模式是可行的;同时,若将该方法应用于瑞利波勘探的反演,它不会增加未知数的个数。     

RCM维修管理模式及其应用分析

简要介绍了RCM维修管理模式,举例说明了RCM实施步骤,制订设备预防性维修大纲的基本过程。     

船首波的测量技术及应用

为了测量船首波,制作了由７台浪高仪组成的专门装置,同时设计了４条数学船模用于测定首波高。试验过程中,除前进运动外,船模的其他运动均被约束。测量结果表明,船首波与傅汝德数Ｆｒ及船首形状关系极大,根据试验结果知,如果采用深Ｖ型船体,可望获得较小的波高,此外,排水量是影响兴波的重要参数,Ｆｒ是又一个重要的因素,它不但影响波浪高度而且亦影响波浪的位置,随着Ｆｒ增大,波高随之增,而且波浪与船模纵之间的夹角减     

考虑高阶振型push-over分析与应用

对于中、低桥墩采用传统的push-over分析方法是可行的。然而对于高墩,由于其具有截面尺寸大、结构周期长、墩身质量大等特点,忽略桥墩自身的惯性力以及高阶振型的贡献会导致较大的误差。为了考虑高阶振型的影响,采用模态push-over分析方法对独立桥墩模型进行了分析,结果表明:模态push-over分析方法所得结果与时程分析方法结果吻合较好。在计算中,可根据振型参与系数初步判断高阶振型的影响,恰当选择少量的振型从而获得较好的结果,以便减少计算工作量。     

ASP模式及其应用分析

ASP模式是应用服务提供商以在线租赁方式向客户提供网络应用服务的一种商业模式。其具体应用形式分为IDC(互联网数据中心)和ISV(独立软件供应商)。ASP模式以其价格低廉、服务内容丰富等特点越来越多地应用于现代企业管理的各个方面。     

管材超声检测中导波模式及频厚积的选择

用轴向功率流分布来选择检测自由管状结构的最佳导波模式及其最佳频厚积 ,并将混合边界元法应用于管状结构 ,对其结果的有效性进行了验证 .结果表明 :对于自由管材 ,用超声纵向L(0 ,1)模式检测时 ,频厚积在 0 .15MHz·mm以下时较为灵敏 ;用L(0 ,2 )模式检测时 ,在 1.4～ 1.8MHz·mm之间对检测管壁中央的缺陷较灵敏 ;用L(0 ,3)模式检测时 ,在 2 .0MHz·mm以下对管内外表面上的缺陷都较灵敏 .轴向功率流分布能有效地选择检测的最佳导波模式及其频厚积 .     

心肌组织螺旋波和回卷波的数值分析

利用数值方法，研究激发介质的波形结构，通过计算得到平面螺旋波及其破碎图形，空间回卷波及其扭曲图形，根据波形图案解释了BZ化学反应和阿米巴细菌聚集的实验现象，描述了心肌激发介质内部的波形构造。     

Y型接头的焊缝应力分析

本文将管接头的半解析变分解法和有限元法相结合,计算了Y型接头的焊缝及焊缝附近区域的应力,并给出了凹型焊缝应力分布.文中提出的计算方法较之过去焊缝分析中所用的三维有限元模型及二维、三维有限元组合模型,具有节省计算量和计算机内存等优点.