金屬薄板的蘭姆波成像檢測(cè)方法研究.pdf

1、薄板在航空航天、汽車(chē)制造和壓力容器等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。超聲蘭姆波方法是檢測(cè)薄板缺陷的有效手段。與傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用超聲體波（縱波和橫波）的檢測(cè)方法相比，蘭姆波檢測(cè)具有一處激勵(lì)大面積傳播的優(yōu)勢(shì)，檢測(cè)快捷高效。蘭姆波成像檢測(cè)方法是提高蘭姆波檢測(cè)定位定量精度的有效技術(shù)，有關(guān)成像算法和技術(shù)方法已成為此領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。本文主要研究的是薄板件蘭姆波成像檢測(cè)方法。
　　采用蘭姆波檢測(cè)板材時(shí)，模式的選擇很關(guān)鍵，應(yīng)用超聲蘭姆波檢測(cè)薄板，首先應(yīng)分

2、析蘭姆波在薄板中的傳播模式，從而選擇激勵(lì)合適的模式。由于在應(yīng)用跨孔掃描時(shí)，采用傾斜入射方式產(chǎn)生蘭姆波對(duì)探頭的轉(zhuǎn)動(dòng)布設(shè)和角度分布有很高的要求。因此，本課題提出采用縱波直探頭垂直激發(fā)蘭姆波的方式。為了清楚了解蘭姆波的傳播特性，本課題采用二維傅立葉方法對(duì)薄板中超聲波的傳播方式予以了模式識(shí)別。并結(jié)合有限元方法，給出了蘭姆波在薄板中傳播的波場(chǎng)快照?qǐng)D，以便能更好的了解蘭姆波的傳播特性通過(guò)求解蘭姆波的頻率方程，繪制頻散曲線，綜合理論計(jì)算和模式識(shí)別分析

3、，選擇采用A0模式蘭姆波檢測(cè)薄板。
　　基于蘭姆波的波速與板厚間的依賴(lài)關(guān)系，將跨孔掃描技術(shù)引入對(duì)板狀結(jié)構(gòu)的蘭姆波掃描成像。根據(jù)聲波層析成像原理，對(duì)檢測(cè)區(qū)域劃分網(wǎng)格，求解網(wǎng)格中聲波射線路徑，并獲得它與對(duì)應(yīng)慢度（群速度的倒數(shù)）的關(guān)系，建立薄板蘭姆波成像的數(shù)學(xué)模型。在成像算法上，通過(guò)分析代數(shù)重建方法（ART）的不足，從而引入了地震層析技術(shù)中的聯(lián)合迭代重建算法（SIRT）完成蘭姆波成像檢測(cè)。運(yùn)用有限元模擬了蘭姆波在薄板表面激發(fā)和傳播的過(guò)程

4、，結(jié)合成像檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單層鋁板和層狀板的成像檢測(cè)。針對(duì)成像檢測(cè)方法，分析不同因素對(duì)蘭姆波成像效果的影響。有限元模擬研究驗(yàn)證了蘭姆波成像檢測(cè)方法的可行性，為實(shí)驗(yàn)中探頭選取、探頭布置、數(shù)據(jù)處理及成像檢測(cè)提供了有益的參考。
　　在實(shí)驗(yàn)上，采用低頻縱波直探頭垂直激發(fā)蘭姆波成像檢測(cè)薄鋁板，分析縱波直探頭的性能，采用希爾伯特-黃變換和低通濾波等信號(hào)處理方法提取A0模式蘭姆波的走時(shí)，基于成像檢測(cè)方法，形成缺陷圖像。針對(duì)直探頭的不足，從實(shí)時(shí)蘭姆