超聲導波任意波形激勵技術研究.pdf

1、高效準確的無縫鋼軌溫度應力檢測與探傷是確保高速鐵路安全運營的重要技術手段，由于超聲導波具有傳輸距離遠、可以引起鋼軌截面全部質(zhì)點振動等優(yōu)點，基于超聲導波的鋼軌狀態(tài)在線監(jiān)測技術受到越來越大的關注。應用超聲導波的一個關鍵是要精確控制鋼軌中導波的波形，這樣才能精確定位和匹配探測波包，測量其形狀、速度等的變化，進而感知溫度應力、缺陷等鋼軌關鍵狀態(tài)。本文從導波換能器結構和激勵信號兩個方面來研究導波波形控制方法，借助ANSYS有限元仿真和實物實驗，提

2、出了壓電晶片直接耦合與時間反轉波形控制的策略，取得了較好的效果。
　　本文首先利用有限元對超聲導波在平板和鋼軌中的傳播進行仿真，同時進行實驗對比分析，發(fā)現(xiàn)仿真結果和實驗結果的吻合度很高，成功驗證了本文有限元仿真方法的可行性。
　　通過理論分析確定了有限元仿真中35kHz的最佳激勵頻率和激勵位置，并通過仿真驗證了理論結果。本文對變幅桿式換能器、夾心式換能器和壓電片式換能器三種換能器進行設計建模，并通過ANSYS有限元仿真分析，