基于高斯聲束模型的超聲檢測(cè)仿真技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著超聲檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，超聲無(wú)損檢測(cè)過(guò)程的模擬和仿真成為超聲檢測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?；诔暀z測(cè)系統(tǒng)模型，模擬超聲探頭輻射聲場(chǎng)，探索準(zhǔn)確的缺陷識(shí)別與定位定量方法對(duì)于實(shí)際的超聲檢測(cè)過(guò)程具有重要的指導(dǎo)意義。
　　本文分析了超聲波在介質(zhì)中的傳播規(guī)律，描述了多元高斯聲束模型。由于該模型可以用簡(jiǎn)潔的解析表達(dá)式來(lái)描述探頭的聲場(chǎng)分布，因此具有較高的計(jì)算效率。基于多元高斯聲束疊加模型分別對(duì)圓型活塞探頭、矩形活塞探頭和橢

2、圓形活塞探頭的輻射聲場(chǎng)進(jìn)行了模擬仿真，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)聲場(chǎng)的可視化；針對(duì)常見(jiàn)的圓形活塞探頭，利用模擬的方法分析了發(fā)射頻率和尺寸大小對(duì)探頭輻射聲場(chǎng)及指向性的影響規(guī)律，由于是利用圖形對(duì)聲場(chǎng)進(jìn)行分析，避開(kāi)了繁瑣的解析計(jì)算過(guò)程，因此有利于人們形象直觀的理解聲場(chǎng)。為了驗(yàn)證該模型的準(zhǔn)確性，本文將多元高斯聲束疊加模型與瑞利積分聲場(chǎng)模型進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，在近半場(chǎng)區(qū)以外的聲場(chǎng)區(qū)，高斯聲場(chǎng)與瑞利聲場(chǎng)非常接近，所以完全可以利用多元高斯聲束疊加模型來(lái)分析不同探頭

3、的超聲檢測(cè)聲場(chǎng)。
　　在多元高斯聲束疊加模型和Kirchhoff近似理論的基礎(chǔ)上，建立了平底孔測(cè)量模型，在驗(yàn)證了該模型的有效性后，將其應(yīng)用于缺陷的當(dāng)量值評(píng)定過(guò)程中：針對(duì)接觸式檢測(cè)，利用平底孔測(cè)量模型繪制了特定探頭的實(shí)用AVG曲線，通過(guò)與傳統(tǒng)方法繪制的AVG曲線及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，說(shuō)明了新方法的準(zhǔn)確性及實(shí)用性；針對(duì)水浸式檢測(cè)，繪制了工件前表面反射曲線和平底孔與前表面波高差值曲線，給出了在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中利用這兩條曲線確定缺陷當(dāng)量值的方