基于超声导波的管道缺陷分析与重构方法研究

发布时间：2025-07-07 06:42

　　管道结构是工业运输和人们日常生活中不可缺少的一部分。长期赋役的管道,其内外壁都会受到侵蚀,导致管壁变薄或产生各种凹槽,这种管道损伤为正常的工业运输埋下了安全隐患。由于传统管道检测方法效率较低,耗费大量人力和财力,因此有必要提出一种新的检测方法,提高管道的检测效率和检测精度,从而为实际工程检测提供一种可行性方案。鉴于超声导波具有传播距离远,耗散慢等优势,被广泛应用于各种大型结构的健康检测。目前,也有学者将超声导波应用于管道检测,但由于管道中导波模态复杂,且耦合严重,难以分析管道中缺陷和导波作用的机理,因此,现有超声导波的管道检测方法仍处于定性分析的层面。为了解决这一问题,本文提出了一套基于超声导波定量化检测管道缺陷的方案,通过该方案不仅可以迅速得到缺陷的位置,而且能绘制出缺陷的三维轮廓,以满足实际工程检测的需求。该方案主要由以下四部分组成:(1)通过弹性波理论推导管道中导波的弥散方程及半解析基本解;(2)基于半解析有限元和传统有限元方法求解管道中的散射波场;(3)以动力学互易定理为基础,构建缺陷边界积分方程,通过对边界积分的推导完成轴对称缺陷和非轴对称缺陷的重构工作;(4)通过小波分析,处...

【文章页数】：123 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1基于不同模态SH波的重构结果

图1.1基于不同模态SH波的重构结果1.3基于超声导波的管道无损检测现状1.3.1管道检测中正问题研究导波在管道中的传播特性相当复杂，尤其是其弥散性和多模态耦合使操作者难以从散射[59]

图1.2(a)管道中导波检测设备（WavemakerG3）；(b)导波检测系统的示意图

1.2(a)管道中导波检测设备（WavemakerG3）；(b)导波检测系统的示意图1.3基于导波检测管道的反射信号示意图

图1.3基于导波检测管道的反射信号示意图

图1.3基于导波检测管道的反射信号示意图图1.4管道导波激发实验装置照片上述研究都说明沿管道母线方向传播的导波可以被用来真实地检测管道中的缺陷，停留在纯理论层面。虽然很多研究者已经搭建了各种用于检测管道的实验平台，也

图1.4管道导波激发实验装置照片

图1.4管道导波激发实验装置照片说明沿管道母线方向传播的导波可以被用来真实地检测管论层面。虽然很多研究者已经搭建了各种用于检测管道的实，从一定程度上得到了几种规则缺陷尺寸和单频反射信号之缺陷形状的前提下，如何开展缺陷的定量化检测仍是一个用的导波除了沿母线方向传播，周向传播的导....

本文编号：4056663