环境参数变化对管道超声导波结构健康检测的影响研究
工业飞速发展的今天，重工业中钢架结构诸多设备使用日益增多，工业钢设施在正常服役过程中的工作稳定性及设备安全性备受瞩目。结构健康检测技术在服役设备的无损检测过程中地位日益升高，成为当今工业设施生产及服役阶段的首要检测方法之一，在现代工业领域的方方面面均有涉及。在不稳定环境中服役的管道，不定期承受大幅温差变换及来自内外部结构不同角度与力度挤压，极易出现疲劳、摩擦消耗、生锈增厚、膨胀变形等种种类型的失效，如果未被及时检测还会造成结构内部缺陷，危害结构安全性，对安全、环境和经济造成严重威胁。超声导波在结构健康检测中得到了广泛的应用，然而导波的高频率、高灵敏度、多模态及频散等特性致使导波无损检测技术的难度增大。 本文对近几年结构健康监测的研究进展做了相应归纳和总结，就不稳定环境下温度与内部充气压力在管状结构超声导波无损检测的干扰，以及损伤检测过程中所遇到的其他相关问题进行逐一探讨。考虑到当前对单纯温度场和载荷约束的数值模拟的研究较少，而数值模拟研究是实验研究重要且必要的补充，故建立完整的温度和压力环境进行数值模拟研究是周围环境变化中结构健康检测的基础。 文章的创新之处为借助ANSYS软件中的LS-DYNA模块模拟周围环境温度及内压共同作用下的三维输气管道模型，数值模拟分析环境温度、管道内压力变化对管中超声导波缺陷检测的影响，结合时间反转法增强温度、压力条件下管中小缺陷的检出能力，最后，编制MATLAB程序深入分析数值模拟阶段所获得的信号数据，探索不同温度和压力值下管道中导波的传播特性，完成对应条件下管中导波传播特性分析，为更好实现管中缺陷定位及类型识别做出贡献。
时间反转法;结构健康检测;环境参数变化;超声导波
上海应用技术大学
硕士
仿生装备与控制工程
邓菲
2017
中文
TG115.28
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）