結構損傷檢測應力波疊前偏移成像技術中OPCM換能器的研究.pdf

1、隨著新型無損檢測技術的發(fā)展，將地震偏移成像技術引入工程結構損傷檢測中，能克服傳統(tǒng)無損檢測技術的諸多缺點和不足，在工程中有著極其重要的應用價值。而工程結構和地質(zhì)構造有著很大的差別，因而會遇到一些新的問題。其中如何減少側向反射波的干擾，獲取頻帶寬、波形尖銳的反射波信號，進而提高信噪比，成為當前亟待解決的一個問題，而用于此技術中的換能器是其中的關鍵器件，理想換能器的選擇，將對解決以上問題，提高信噪比有很大幫助。因此理想換能器的選擇和研制，成為

2、本文研究的重點。 ⑴通過理論分析了超聲波在介質(zhì)中的傳播特性，以及換能器的基本理論，為尋找理想的換能器打下基礎。通過理論分析闡述了正交異性壓電復合材料(Orthotropic Piezoelectric Composite Material，簡稱OPCM)驅(qū)動器能夠在低壓驅(qū)動下，沿特定方向產(chǎn)生高能量的驅(qū)動信號；并通過公式推導得出了OPCM傳感器的正交異性之特性。 ⑵介紹了有限單元法在壓電換能器分析中的基本理論和方法，以及利

3、用有限元進行模擬的一般步驟，詳細介紹了單元類型和材料參數(shù)選擇和輸入方法。通過建模仿真分析，得出OPCM驅(qū)動器兩方向激勵信號的差異；仿真分析還得出OPCM傳感器的正交異性，靈敏度，頻帶寬度等特性。通過建模分析得出聚焦換能器及一般換能器的聲場，比較得出聚焦換能器的特性。 ⑶依據(jù)現(xiàn)有的普通換能器，通過分析找出一種高頻短余震換能器更適合工程結構損傷檢測應力波疊前偏移成像技術，并設計試驗方案和普通低頻換能器比較，結果表明高頻短余震換能器比