波导杆声发射特性实验研究

论文摘要

声发射检测作为一种动态检测技术,不仅能够有效地检测出材料中诸如裂纹扩展、纤维断裂以及其它形式损伤所形成的声发射源,而且能够对泄漏等引起的二次声发射源进行动态监测。在工业生产过程中,应用声发射检测技术对压力容器、管道等设备进行检测时,如果存在高温、深冷、辐射和埋地等特殊工况时,很难把传感器直接安装在被检测对象的表面上。因此,开展波导杆辅助检测工具进行特殊工况条件下的声发射检测技术具有重要意义。本文在对波导杆中声波传播理论研究的基础上,在实验室条件下,研究波导杆的结构型式、波导杆所处的不同介质等因素对声发射检测的影响,并将波导杆应用于管道泄漏的声发射检测。研究结果为波导杆在声发射检测中的应用提供实验依据。本文主要研究以下内容:1.对瞬态弹性波在波导杆中的传播进行理论分析,建立波导杆中传播的声发射弹性波幅度计算的数学表达式;2.分别对三种不同长度、七种不同直径的波导杆对声发射波的影响进行实验研究。研究不同结构型式的波导杆对声源引起的声发射波形和频谱的影响;3.对波导杆在水、油、土壤介质中信号传播特点进行实验研究,通过对波导杆接收声发射信号的幅度分析,研究不同介质中声发射信号的传播特点;4.建立用波导杆辅助检测管道气体泄漏的声发射实验系统,研究带有波导杆管道的气体泄漏声发射检测方法,不同压力、不同直径泄漏孔径下的声发射信号特征。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 一、声发射检测技术的发展历程
• 二、课题研究背景及概况
• 三、本文的主要研究工作
• 第一章 波导杆动态响应的数学模型
• 1.1 引言
• 1.2 声发射波在波导杆中的衰减
• 1.2.1 扩散衰减
• 1.2.2 吸收衰减
• 1.2.3 散射衰减
• 1.3 波导杆动态响应的数学模型
• 1.3.1 弹性波在波导杆中传播的数学模型
• 1.3.2 波导杆端部位移的数学模型
• 1.3.3 传感器响应的数学模型
• 1.4 本章小结
• 第二章 不同尺寸波导杆声发射特性实验研究
• 2.1 引言
• 2.2 突发声发射弹性波在波导杆中传播特性的实验研究
• 2.2.1 实验方法
• 2.2.2 实验结果分析
• 2.2.3 声发射信号参量分析
• 2.2.4 波速的计算
• 2.3 连续声发射弹性波在波导杆中传播特性的实验研究
• 2.3.1 实验目的及内容
• 2.3.2 实验装置
• 2.3.3 泄漏弹性波在波导杆中传播的实验研究
• 2.4 本章小结
• 第三章 不同介质中波导杆声发射特性实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验系统
• 3.2.1 实验目的
• 3.2.2 实验装置
• 3.2.3 实验步骤
• 3.3 实验结果与分析
• 3.3.1 不同接头型式波导杆的对比分析
• 3.3.2 波导杆在不同介质中的声发射波形图与频谱图
• 3.3.3 断铅位置对声发射信号幅度影响
• 3.3.4 波导杆距离声源高度对波导杆幅度的影响
• 3.3.5 空气、土壤中波导杆声发射信号幅度的对比分析
• 3.3.6 在不同介质中波导杆声发射信号对比分析
• 3.4 小结
• 第四章 波导杆在气体管道泄漏检测中的实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 点源产生的弹性波在管道及波导杆中传播的实验研究
• 4.2.1 实验过程
• 4.2.2 实验结果与分析
• 4.3 泄漏源产生的弹性波在管道及波导杆中传播的实验研究
• 4.3.1 实验过程
• 4.3.2 实验数据分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要