超聲波缺陷散射的有限球法仿真及其可視化模塊開發(fā).pdf

1、研究超聲波在固體中的散射機(jī)理對(duì)于超聲定量診斷非常重要,有限球法(MFS)作為一種比較有前途的無網(wǎng)格方法在解決超聲波散射問題上比有限元法更有優(yōu)勢(shì)。利用有限球法模擬超聲波在缺陷試件中的散射，并制作超聲波可視化裝置來實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　在闡述MFS的各技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，研究了數(shù)值積分方案并對(duì)該方案中積分子區(qū)域的劃分問題給出了建議；編程實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)數(shù)值算例的有限球法求解，驗(yàn)證了有限球法的高效性。在求解超聲波散射問題時(shí)，提出了空間步長(zhǎng)的估計(jì)方法；

2、在時(shí)間積分方案上選用了更加精確的Bathe積分方案；使用有限球法成功對(duì)超聲波在圓柱孔缺陷和深槽缺陷試件中的散射進(jìn)行了模擬；對(duì)散射結(jié)果進(jìn)行分析，并提出利用漸開線來類比爬波的形成。
　　設(shè)計(jì)并制作了超聲波可視化功能模塊，并對(duì)各模塊進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)。首先利用FPGA編程產(chǎn)生兩路相位差動(dòng)態(tài)改變的觸發(fā)信號(hào)；然后利用MOSFET管的開關(guān)效應(yīng)產(chǎn)生高壓脈沖來激勵(lì)超聲波換能器從而產(chǎn)生所需的超聲波；利用晶體管的雪崩倍增效應(yīng)來產(chǎn)生大電流、窄脈寬的脈沖來