結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)應(yīng)力波疊前偏移成像技術(shù)中OPCM換能器的研究.pdf

1、隨著新型無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，將地震偏移成像技術(shù)引入工程結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)中，能克服傳統(tǒng)無損檢測(cè)技術(shù)的諸多缺點(diǎn)和不足，在工程中有著極其重要的應(yīng)用價(jià)值。而工程結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造有著很大的差別，因而會(huì)遇到一些新的問題。其中如何減少側(cè)向反射波的干擾，獲取頻帶寬、波形尖銳的反射波信號(hào)，進(jìn)而提高信噪比，成為當(dāng)前亟待解決的一個(gè)問題，而用于此技術(shù)中的換能器是其中的關(guān)鍵器件，理想換能器的選擇，將對(duì)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(diǎn)。 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(chǔ)。通過理論分析闡述了正交異性壓電復(fù)合材料(Orthotropic Piezoelectric Composite Material，簡(jiǎn)稱OPCM)驅(qū)動(dòng)器能夠在低壓驅(qū)動(dòng)下，沿特定方向產(chǎn)生高能量的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；并通過公式推導(dǎo)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(jìn)行模擬的一般步驟，詳細(xì)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(dòng)器兩方向激勵(lì)信號(hào)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(chǎng)，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(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)應(yīng)力波疊前偏移成像技術(shù)，并設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案和普通低頻換能器比較，結(jié)果表明高頻短余震換能器比