薄板声-超声检测时兰姆波传播模式的有限元模拟

在声-超声检测中,正确认识超声波传播特性是其被有效应用的基础。通过有限元数值模拟的方法,研究薄板中声-超声检测形式下超声波传播模式,对模拟产生的波形信号用二雏傅里叶变换法进行模式识别,并与兰姆波的理论波数频散曲线进行对比,证实产生了多模式兰姆波。使用波场快照图观测了声-超声检测方式下超声波的传播特性。研究表明,将数值模拟方法和试验相结合是研究超声检测技术的有效途径。     

混合谱二维傅里叶变换法识别兰姆波模式

在分析二维傅里叶变换原理的基础上,将快速傅里叶变换（FFT）和自回归（AR）参数估计相结合,采用混合谱二维傅里叶变换方法,对铝板中的兰姆波模式进行识别。试验结果表明,与二维快速傅里叶变换相比,混合谱估计方法能精确检测多模式超声兰姆波相速度,对兰姆波模式识别力大大提高。混合谱二维傅里叶变换方法在超声导波检测研究中具有广泛的应用前景。     

金属薄板中缝类缺陷的兰姆波检测

在ST12冷轧板上用线切割加工出不同深度的狭缝来模拟钢板中缝类缺陷.采用一发一收和单发单收两种方式对缺陷进行兰姆波检测,利用短时傅里叶变换对有无缺陷时采集的时域信号进行了时频分析,有效识别出板中激发的兰姆波模式以及模式转换现象.进一步分析发现,试件中激发的主要兰姆波模式的能量分布中心与缺陷深度有较好的对应关系.     

超声兰姆波在铝合金薄板中的传播模式

对兰姆波在铝合金薄板中传播的频散曲线进行了理论分析。采用任意波形信号发生器和单一传感器发射超声波,用非接触式激光测振仪、数字示波器和计算机,接收并处理超声波信号,并采取时频联合分析,运用短时傅里叶变化的方法,获得了兰姆波在三组合有不同缺陷的铝合金薄板中的传播模式。试验结果表明,超声兰姆波在无缺陷的硬铝合金薄板中传播时模式为A0,在含有空孔型的铝合金薄板传播时,没有产生新的频率成分,但是由A0模式转换成A1模式;而在含有线切割缝隙的铝合金薄板传播中,兰姆波产生了新的频率,即二次谐波,并且兰姆波的模式变成了A0和S0两种。     

兰姆波评价胶接接头内聚强度的有限元分析

金属薄板检测中,声-超声检测方法可激发多模式的兰姆波,兰姆波能够评价金属胶接后结构质量,正确认识兰姆波传播特性与胶接接头强度的关系是有效应用该技术的基础。采用有限元模拟的方法,对金属板胶接接头中声-超声激励方式建模。将胶接接头内聚强度与兰姆波的传播模式联系起来,在0．5MHz和1MHz两种激发频率下,随着胶层内聚强度的降低,得出了对应兰姆波模式在胶接接头处内聚强度的频谱图和相对能量的变化曲线。该法能为实验研究、实际检测提供有效理论依据。     

钢管虚拟超声检测信号处理技术

针对表面粗糙的钢管进行超声波检测时存在的噪声高、信噪比低的问题,利用自行搭建的虚拟超声检测信号处理系统,对表面粗糙钢管的超声检测信号分别进行了基于传统傅里叶变换的频谱分析和FIR滤波以及基于小波变换的时频分析和小波去噪。通过对比试验发现,基于小波变换的信号处理技术可以对表面粗糙钢管的超声检测达到更好的去噪效果。     

神经网络在涡流检测信号处理中的应用

研究了在涡流检测中用神经网络对缺陷进行分类的方法，针对LVQ神经网络学习算法的不足，提出了改进算法，提高了网络分类的可靠性，利用Fourier变换解决了特征抽取问题，做到了不所需特征参数少，且彼此间不相关，分类正确率达100％。     

冷凝器不锈钢薄壁管的兰姆波检测

小直径不锈钢薄壁管广泛应用于电站机组的冷凝器中,常规涡流检测方法难以发现纵向贯通的条状缺陷。在Ф25mm×1mm和Ф38mm×2mm不锈钢管壁上,沿轴向和周向加工深度分别为0．1mm、0．2mm和0．5mm的人工切槽,并进行检测试验研究,确定了兰姆波检测技术对小直径不锈钢薄壁管上人工缺陷的可检性,探讨了对不锈钢薄壁管材进行兰姆波检测的有效性和可靠性,提出以兰姆波检测技术对小直径不锈钢薄壁管进行检测的建议。     

基于加窗FFT的钢丝绳张力检测股波信号处理

介绍基于股波信号的非接触式钢丝绳张力检测原理,提出股波信号的加窗快速傅里叶变换谱分析算法,利用LabVIEW开发程序计算仿真信号的相位差。仿真结果表明:该算法通过加窗函数能够有效地抑制谐波对基波的干扰和信号截断引起的频谱泄露,准确地提取基波参数,明显提高测量精度。     

薄壁旋压圆筒的兰姆波检测技术研究

在薄壁旋压圆筒的超声波探伤中,针对旋压圆筒的特点,运用兰姆波检测技术,从检测机理、探伤条件选择、检测中注意事项、检测实例及应用效果等方面进行分析研究,优化探伤工艺方案,提高对薄壁旋压圆筒的缺陷检出率。     

Lamb波损伤散射及损伤成像的模拟

Lamb波对称模态（SO模态）具有传播速度快、频散小的优点。基于Ansys瞬态动力学分析,模拟了铝板内SO模态的传播过程,并根据有限元模拟的位移云图,分析了损伤对SO模态传播的影响。在此基础上建立环形传感器阵列,通过损伤成像算法对损伤进行检测。     

钽钨合金薄板的兰姆波检测

采用超声兰姆波检测方法,和研制的1．25P15×20型38°入射角,大晶片专用换能器,对1．6mm（厚）×80mm（宽）的TaW合金板材实施了内部质量检测。试验表明,该超声换能器不但可以稳定检出1．6mm厚TaW板材内Ф0．4mm左右的缺陷,而且孔径与兰姆波反射幅值呈现出良好的线性关系,满足了生产中的质量控制要求。     

Quantitative assessment of through-thickness crack size based on Lamb wave scattering in aluminium plates

The interaction of Lamb wave modes at varying frequencies with a through-thickness crack of different lengths in aluminium plates was analysed in terms of finite element method and experimental study. For oblique-wave incidence, both numerical and experimental results showed that the wave scattering from a crack leads to complicated transmission, reflection and diffraction accompanied by possible wave-mode conversion. A dual-PZT actuation scheme was therefore applied to generate the fundamental symmetrical mode (S₀) with enhanced energy to facilitate the identification of crack-scattered wave components. The relationship between crack length and the reflection/transmission coefficient obtained with the aid of the Hilbert transform was established, through which the crack length was quantitatively evaluated. The effects of wavelength of Lamb waves and wave diffraction on the properties of the reflection and transmission coefficients were analysed.     

缝类缺陷的Lamb波检测

在ST12冷轧板上用线切割加工出不同深度的狭缝来模拟钢板中的缝类缺陷,采用一发一收方式,对缺陷进行Lamb波检测。利用短时傅里叶变换对有无缺陷时采集的时域信号进行了时频分析,有效识别出板中激发的Lamb波模式;将时间中心和频率中心作为数字参量,探讨了缝类缺陷对Lamb波的影响。结果表明,Lamb波信号时间中心的变化与缝类缺陷深度有较好的对应关系。