基于高斯聲束模型的超聲檢測仿真技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著超聲檢測技術(shù)的發(fā)展以及計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，超聲無損檢測過程的模擬和仿真成為超聲檢測領(lǐng)域的研究熱點?；诔暀z測系統(tǒng)模型，模擬超聲探頭輻射聲場，探索準(zhǔn)確的缺陷識別與定位定量方法對于實際的超聲檢測過程具有重要的指導(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潔的解析表達(dá)式來描述探頭的聲場分布，因此具有較高的計算效率。基于多元高斯聲束疊加模型分別對圓型活塞探頭、矩形活塞探頭和橢

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

3、的超聲檢測聲場。
　　在多元高斯聲束疊加模型和Kirchhoff近似理論的基礎(chǔ)上，建立了平底孔測量模型，在驗證了該模型的有效性后，將其應(yīng)用于缺陷的當(dāng)量值評定過程中：針對接觸式檢測，利用平底孔測量模型繪制了特定探頭的實用AVG曲線，通過與傳統(tǒng)方法繪制的AVG曲線及實測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，說明了新方法的準(zhǔn)確性及實用性；針對水浸式檢測，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，給出了在實際檢測過程中利用這兩條曲線確定缺陷當(dāng)量值的方