板中垂直于表面裂纹超声检测的有限元模拟

建立了无限长板的具有吸收边界的二维平面应变有限元模型，对板中垂直于表面裂纹的超声无损检测进行了模拟。通过对纵、横波的分离和在全波场中对散射波的分离，清晰地显示了裂纹对脉冲超声波的散射和复杂的模式转换。模拟结果以波场快照形式给出，将有助于理解裂纹对超声波的影响，进而优化对此类裂纹的检测。     

孔洞对透射波频谱影响的有限元数值模拟

从有限元基本原理出发,建立固体中二雏有限元模型.对含有孔洞缺陷模型的声波散射进行了数值模拟研究,通过波场快照图能清晰显示孔洞对超声波传播的影响,对时域A-扫描曲线上透射波到达时间进行计算,验证了结果的正确性.重点对透射波进行了频谱分析,通过频域特征量和敏感频率可以识别出不同尺寸的孔洞.     

基于Double Marching Cubes的表面重建算法

为克服基于Marching Cubes的表面重建算法在绘制三维表面时因二义性面的存在而使生成的表面网格易出现错误连接而形成层间空洞的不足,提出了基于Double Marching Cubes的表面重建算法.该算法采用双立方体体素作为生成表面网格的基本单元,以双立方体的12个特征点的标记情况为依据,建立一个双立方体体素索引表,通过查找索引表的方法绘制三维表面.该算法在建立双立方体索引表时就排除掉了二义性面的所有错误连接方式,因而生成的表面网格不会出现层间空洞,避免了为消除二义性面所进行的复杂计算,加快了表面重建的速度.     

有限元模拟固体中超声传播的换能器研究

超声检测是无损检测的重要组成部分,深入研究超声在固体中的传播机理非常必要,数值模拟在这方面显示了独特的优势。从有限元基本理论出发,用不同位移瞬态加载方式模拟了超声换能器激励的声波在固体中的传播;通过波场快照和纵波A扫描曲线图,清晰地显示了换能器等幅加载产生的边缘波及其对检测信号的影响,以及改进的高斯加载对消减边缘波的作用;数值模拟结果与前人理论和实验结果吻合较好。     

缺陷对透射波频谱影响的有限元数值模拟

超声检测是无损检测的重要组成部分,深入研究超声在固体中的传播非常必要.随着计算机技术的发展,数值模拟在这方面显示出了独特的优势.有限元数值模拟理论已经比较成熟,从其基本原理出发,建立固体中具有吸收边界的二维有限元模型,对含裂纹、方形横穿孔、圆柱形横穿孔等三种典型缺陷的模型进行了模拟计算.通过对透射波A-扫描曲线时域分析,验证了结果的正确性,并重点进行了频谱分析,通过得到的频域特征量和敏感频率可以识别各种缺陷.模拟结果对实际应用有参考意义.     

裂纹超声散射的有限元模拟

建立了无限长板的具有吸收边界的二维平面应变有限元模型,在研究了脉冲超声波在无限长板中传播的基础上,对板中平行于表面的裂纹、与表面成45°的斜裂纹和四分之一圆周弧形裂纹三种情况的脉冲超声波散射进行了重点研究。通过对纵横波的分离和在全波场中对散射波的分离,清晰地显示了裂纹对脉冲超声波的散射和复杂的模式转换。模拟结果以波场快照和A扫描曲线形式给出。     

超声波声速测量的谱分析技术

超声波声速测量的谱分析技术只需要产生和接收一次脉冲超声波,对超声波透射信号进行谱分析,即可得到材料声速,可以测量厚度较薄材料的声速,并且该技术可以广泛应用于自动化测量中。该技术既可应用于固体,也可应用于液体的声速测量。通过对铝板和钢板进行测量,并运用快速傅立叶变换和自回归模型进行谱分析,实验结果与理论分析结果一致。     

固体中圆柱形孔脉冲超声波散射的有限元模拟

建立了半无限各向同性弹性固体的具有吸收边界的二维平面应变有限元模型,计算研究了入射平面脉冲超声纵波和横波在固体中横向圆柱形孔上的散射。计算结果以位移场波场快照和位移散度场(纵波)、位移旋度场(横波)波场快照的形式给出,与现有动态光弹实验照片进行了比较,符合得较好。通过对计算数据的处理,清晰地看到了入射纵波沿孔壁的螺旋旋转爬行,证实了理论预计,弥补了光弹实验结果的不足。