基于模态分析的厚壁管道周向导波检测的研究

厚壁管道中结构的不连续会改变周向导波的传播特性,从而影响对检测信号的判断,因而研究厚壁管道中周向导波传播特性以及缺陷对周向导波传播的影响是实现厚壁管道系统检测的基础。从厚壁管道的频散曲线出发,分析了厚壁管道周向导波频散曲线的不同特征,同时研究了入射角对厚壁管道检测性能的影响。在优化选取最优入射角度的情况下,利用小波分析结合数据拟合的方法研究了该角度下导波在厚壁管道中的模态转换特征,计算出周向导波在厚壁管道不同距离处的实际传播速度,区分出了导波的模态,并以此为基础在厚壁管中引入切槽缺陷,采用实验方法研究了缺陷大小对导波幅值、模态转换的影响规律。该研究为厚壁管道周向导波检测提供了参考。     

基于虚拟源的非规则双层介质频域合成孔径聚焦超声成像

为实现非规则双层介质的快速超声成像,提出一种基于虚拟源(VS)的频域合成孔径聚焦技术(SAFT)。首先,借助VS技术在未知界面几何形状的不规则双层介质的表面建立一系列虚拟源点。其次,对所建不均匀分布的虚拟源点进行插值处理,得到近似表征分层界面形状的数学表达式。然后,根据界面表达式,建立表征网格成像区域内速度分布的速度模型。最后,在非稳态相位迁移成像实施过程中,利用声速模型适应每个迁移步进位置上声速的水平变化。通过凸面和正弦曲面工件成像实验验证频域VS-SAFT的有效性,同时对比时、频域VS-SAFT的成像结果和运算效率。结果表明,2种VS-SAFT图像基本还原了缺陷位置和工件表面形状。单核测试条件下,频域VS-SAFT的计算时间仅为0. 47～0. 53 s,而时域VS-SAFT需要91. 21～93. 54 s。     

基于二维等效声速的频域全聚焦超声成像研究

为了提高对碳纤维增强复合材料分层缺陷定位定量的精度，提出了一种基于二维等效声速映射的精准频域全聚焦方法三维成像技术。该技术首先将子矩阵的划分标准从激励点位置变为激励-接收间距，获得了一个新的全矩阵数据；然后将变换后的二维子矩阵变换至频域，根据深度和空间频率的变化推导出精准的二维等效声速映射，来匹配子矩阵数据中的收发分离信号，并结合角谱运算得到子矩阵频域重构图；运用快速傅里叶逆变换得到子矩阵聚焦图并将其融合得到全聚焦图像；最后运用多平面三维重构技术得到最终三维图像。结果表明，与传统F-TFM和F-SAFT算法相比，所提算法有效抑制了旁瓣效应的产生，双缺陷间距的定量误差缩减了20.31%,缺陷宽度定量误差分别缩减了5.43%和6.3%;当缺陷深度和双缺陷间距发生变化时仍可保证较高的检测灵敏度。     

纸浆模塑结构单元的斜度与缓冲性能的仿真研究

利用有限元分析软件,针对纸浆模塑典型结构单元,应用双线性运动增强型材料模型,进行系统力学分析,以力学分析得到的纸浆模塑缓冲结构单元的静态压缩曲线为基础,得出了缓冲包装结构拔模斜度对缓冲性能存在较大的影响,斜度在4°～8°时缓冲性能最佳的结论.研究结果能为缓冲包系统的设计提供一定参考.