超聲波在固體中傳播的有限元模擬.pdf

1、波在傳播的過程中如果改變了其單一的傳播路徑，就會發(fā)生反射、折射和衍射等現(xiàn)象。超聲波本身是一種高頻率的波，而且指向性很好，所以超聲波檢測的主要原理也是利用這些比其它波表現(xiàn)更加明顯的現(xiàn)象于來檢測評定被檢測的對象是否存在缺陷。目前國內已經(jīng)開始初步的應用處在國際上最為先進的兩種超聲檢測方法：相控陣與TOFD（衍射時差法）。由于起步緩慢，相關人才緊缺，設備也相應的落后，為了促進超聲波檢測技術的發(fā)展，本文對超聲波檢測的兩種先進方法進行了有限元數(shù)值模

2、擬研究?？偟膩碇v，完整的研究分成二個部分，模擬研究是第一步，反推模擬過程是第二步，這里只是作第一部分的研究。主要的目的是證明有限元模擬仿真TOFD法檢測的過程是可行的，可以對檢測進行輔助，彌補了TOFD檢測手段的局限性。
　　模擬系統(tǒng)是由超聲探頭、楔塊與缺陷試塊三個模型構成。超聲波時機械波，符合一般彈性波的傳播規(guī)律，首先確立其在固體中傳播的動態(tài)波動方程，然后再在有缺陷的模型中用TOFD法與相控陣法進行檢測，最后模擬超聲波的傳播過程

3、，與實驗結果進行對比分析。結果表明仿真中的回波幅值精確度不高，而缺陷回波的時間精度很高，這說明了將數(shù)值仿真應用在只測量傳播時間就可以對缺陷進行定量的TOFD法中是切實可行的。
　　TOFD的超聲模型是根據(jù)惠更斯原理建立的，模擬的重點是怎么樣模擬相控陣的波源發(fā)射超聲波，怎么樣施加載荷以及在哪施加載荷。使用TOFD檢測方法得到的人工缺陷的實驗檢測結果與仿真結果的相符程度很高。從另外的角度上說，運用仿真手段在實際檢測中對檢測結果進行輔助