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空心圆管中导波频散特性与检测频率选择
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:O348[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024
  • 相关基金:国家科技重大专项(2008ZX05026)、国家自然科学基金(91016024)、教育部新世纪人才(NCET-11-0055)和中央高校基本科研业务费(DUT12LK33)资助项目.
中文摘要:

频散是长距离管道导波检测中影响检测频率选择的重要因素。通过分析空心圆管中纵向模态导波的频散特性,探讨导波检测常用模态L(0,2)和L(0,1)的频率选择问题。根据导波频散现象,建立缺陷回波分辨距离与激励信号参数间的量化关系,分析检测频率优化选择问题。以导波频散引起的信号分辨距离为依据,计算不同几何尺寸管道中L(0,2)和L(0,1)导波非频散段的限制频率。结果表明,限定或最小化缺陷回波分辨距离,可获得最佳的导波激励信号周期及检测频率或频段。随着管道几何尺寸变化,得到L(0,2)和L(0,1)导波频散特性变化的几个重要结论。当管道内径壁厚比不小于4时,L(0,2)导波低限频率与管道直径的乘积约为4.0 MHz·mm,高限频率与壁厚的乘积约为1.06 MHz·mm。对于小口径管中的L(0,1)导波,其高限频率与直径的乘积约为0.81 MHz·mm。这些简单的函数关系为管道检测时快速确定非频散段频率范围提供参考。

英文摘要:

The dispersion of guided waves is an important factor that affects the frequency selection in long range pipe inspection. By analyzing the dispersion characteristics of longitudinal guided waves in hollow cylinders, the selection of inspection frequencies for the commonly used modes L(0,2) and L(0,1) is studied. According to the dispersion phenomenon, the quantitative relationship between defect echo resolvable distance and excitation signal parameters is established, and then the problem of frequency optimization selection is analyzed. A distance parameter caused by dispersion of guided waves is defined, and basis on this, the limiting frequencies of L(0,2) and L(0,1) modes in non-dispersive region are calculated. It is shown that the optimized cycles of tone burst and frequencies can be selected by restricting and minimizing the defect echo resolvable distance. Along with the variation of pipe geometry, several important conclusions are drawn about the change rules of the L(0,2) and L(0,1) modes dispersion characteristics. For the L(0,2) mode, when the pipe inner-radius-thickness ratio is great than or equal to 4, the lower limiting frequencies diameter product is about 4.0 MHz·mm, and the upper limiting frequencies thickness product is about 1.06 MHz·mm. For the L(0,1) mode in small tubes the upper limiting frequencies diameter product is about 0.81MHz·mm. These simple function relationships provide reference for quickly determining the frequencies of non-dispersive region in pipe inspection.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603