基于L(0,2)导波的管道缺陷检测的模拟研究

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近年来,基于导波的管道缺陷检测技术以其快速、简单易行、大范围等优势得以快速的发展。为了指导管道导波的实际检测,因此获得管道不同部位,不同类型缺陷的导波反射特征很有必要。本文采用了ANSYS有限元分析软件,对直管和90。弯管中不同部位的缺陷(裂纹、孔洞)进行导波L(0,2)的模拟检测。根据导波在管道中的频散特性,本文选择管中导波模态L(0,2)作为管道缺陷检测模态。首先,本文通过模拟计算直管道外裂纹缺陷的检测与实验数据的对比,验证了所建模型的正确性,随后对直管部分孔洞缺陷和内表面的裂纹缺陷的导波检测进行模拟计算;本文根据L(0,2)导波在90。弯管弯曲处的位移场特征,将弯曲处分为三个典型的区域,分别对三个区域内裂纹缺陷进行了导波模拟检测研究。通过分析接收波形和导波反射系数,本文进行了缺陷的轴向和周向定位,获得了管道不同位置缺陷的L(0,2)反射系数和缺陷程度的关系曲线。然后,本文还进一步研究了L(0,2)越过90。弯曲处检测管道裂纹缺陷的能力,分析结果认为L(0,2)并不适合越过90。弯管来检测管道缺陷。最后本文针对管道缺陷周向定位问题,使用了基于忙盲反卷积算法的管道缺陷周向定位的方法,获得了管道周向的反射系数图。通过数值模拟,本文得到了直管和90。弯管各部分缺陷的L(0,2)的反射特性,为L(0,2)对管道检测的实际工程应用提供了重要的缺陷导波反射特征。
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