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超声兰姆波斜入射裂纹时的散射特性
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG52[金属学及工艺—金属切削加工及机床] TB553[理学—物理;理学—声学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京100124, [2]中国特种设备检测研究院,北京100013
  • 相关基金:国家自然科学基金(10972014)和国家科技支撑计划(2011BAK06803)资助项目.
中文摘要:

裂纹是导致众多结构失效的主要原因之一,采用超声兰姆波可有效地对板类结构中的裂纹等缺陷实现定位,但目前的技术尚无法实现对缺陷精细特征的测量。研究超声兰姆波与缺陷的交互作用,可为实现缺陷高精度检测奠定理论基础。采用散射系数矩阵表征弹性波与缺陷的交互作用,对兰姆波斜入射到裂纹时的散射特性进行仿真和试验研究,结果表明其散射场在周向上的分布并不均匀,有明显的波束指向性。随着入射角从0°变化到90°,波束指向角呈非单调性变化,且散射波能量迅速减小。当入射角为0°和90°时,S矩阵有明显的对称性,据此可测量裂纹的扩展方向。利用斜入射时裂纹散射场的特征可以设计合理的成像算法及传感器布置方案,以更有效地实现超声兰姆波对板类结构中裂纹的精细检测。

英文摘要:

Crack is one of the main reasons for structure failure, and using ultrasonic Lamb wave can efficiently locate it in plate-like structures. Currently this technology can't achieve specific characteristics of defects. Research on the interaction of Lamb waves with defects provides principle bases for high resolution inspection. Scattering parameter matrix(S-matrix) is employed to present the interaction of elastic wave with defects. FE and experiment research on Lamb wave oblique incident to crack is studied. Results illustrated that scattering field is non-uniform and show significant beam form phenomenon. With incident angle changing from 0° to 90°, the angle of the beam non-monotonic changes and energy of scattering wave rapidly decreases. When incident angle equal 0° and 90°, S-matrix is symmetric so that can be used to evaluate the expanding direction of crack. Using the characteristic of Lamb wave scattering in crack with oblique incident, more reasonable imaging algorithms and transducer distribution methods can be designed, which will provide an efficient way to inspect the crack with high resolution.

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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