管道是现行的五大运输工具之一，其在运送液体、气体、浆液等方面具有特殊的优势，尤其在石油化工及天然气等产业中具有不可替代的作用。目前全球有长达数千万公里的各类在役管道，而在我国，到一九九四年底油气管道干线已长达两万多公里。随着我国西部大开发战略的实施、东南沿海油田的开发以及城市成品油、供水、煤气等供给系统的扩展，我国的管道运输业还将得到蓬勃发展。要维护如此庞大数量服役管道，所要耗费的人力、物力是难以计数的，由此，迫切需要一种高效、经济可靠的长距离管道检测技术，本文所要解决的问题即是在这样的工程背景下提出的。 本文以工程实际为背景，在分析了这一领域研究现状及前人工作的基础上，对管道的长距离无损检测问题进行了一定程度的基础性研究工作。由于问题的复杂性及其在理论上尚需进一步完善，这些都使本文具有相当的难度。 本文所做主要工作： 1、对管道在一维模型基础上受轴对称冲击载荷作用时的应力波传播特征作了分析并利用特征线法进行数值计算，将计算结果与实验结果进行了比较。结果表明，二者相吻合，从而说明在本文问题中，一维模型是有效的。这样使问题得到简化，从而更接近工程应用。 2、对无缺陷管道中受轴对称冲击载荷下激励出的应力波进行了较为系统的实验研究。研究了波的反射关系、波的衰减以及加载方式、约束条件等对波传播特性的影响。实验结果表明在力锤加载条件下，可以在管道中激励出平面波；其信噪比较高，可以满足进一步分析的要求。 3、实验采用动态电阻应变电测法，采用普通的电阻应变片作为接收传感器，代替了通常用于管道检测的压电探头或桩基完整性检测的反射波法中使用的速度传感器或加速度传感器。结果表明，电阻应变片在力锤激励频段内可以有很好的响应，从而使实验装置简单，方便操作和使用；同时实验结果显示出本文采用的实验方案可以方便地将激励和响应同步地显示在示波器上，并且利用力锤可以实现规则的半正弦加载。 北京工业大学工学硕士学位论文一 4、对应力波在管道有无缺陷时的衰减特性进行了实验研究并进行了比较。结 果表明波在无缺陷管道中的传播距离可达百米以上，从而说明该实验方法适用于 对管道的长距离检测。 5、利用实验研究了人工裂纹缺陷对管道中波传播特性的影响，通过对比，用 实验证实了这种影响确实存在，为本文进一步对缺陷的识别和定位提供了重要的 基础。 6、在对实验数据的处理中，通过比较，利用切比雪夫工型数字滤波器对原始 实验数据进行数字滤波，取得了较为满意的效果。 7、在实验的基础上，首次将桩基工程中用于检测基桩完整性的反射波法的思 想引用到管道缺陷的无损检测中。利用系统冲击响应及反射波的层状递推关系实 现了波的反演，进而实现了缺陷定位。 8、对拾取到的载有缺陷信息的回波信号利用小波分析的方法提取缺陷特征， 同样实现了缺陷定位。