多弯头管道磁致伸缩导波无损检测技术

为了研究超声导波在弯管中的传播特性及检测可行性,使用磁致伸缩导波仪器及传感器对多弯头管道进行了检测实验,并对弯管中导波的传播速度、模态转换、能量衰减等现象进行了探讨。结果表明:当弯管弯曲程度较小时,弯管中导波传播速度与直管中近似;弯管中导波存在明显的模态转换现象;弯管中导波能量随着时间近似呈指数形式衰减,且衰减规律与激励频率存在密切联系。该研究结果可以为复杂结构弯曲管道的导波检测提供参考。

基于模态分析方法的管道导波频散曲线计算

推导了管道中导波传播的有限元方程,使用ANSYS有限元软件建立了管道模型;对导波进行模态分析,得到了管道模型的一系列特征频率与振型,通过对管道振型的模态识别,提取了管道中各模态导波的模态特征,计算得到了管道中导波的频散曲线,该曲线与解析法所得到的频散曲线相吻合。该方法可以应用于周期性重复组合的任何结构(如横截面固定的杆、板、管)中导波的频散曲线计算。

超声导波在弯管中传播特性的有限元分析

通过建立弯管的ANSYS/LS-DYNA 3D模型,模拟了L(0,2)模态导波在管道中的传播形态;计算了弯管中L(0,2)和T(0,1)两种模态群速度曲线,并与相同管径和壁厚的直管做对比;研究了L(0,2)模态对管道弯头内外侧缺陷的检测能力。结果表明:导波在通过弯头时会发生模态转换,且频率越高模态转换越明显;L(0,2)和T(0,1)两种模态在弯管和直管中的频散曲线低频段时差异小而高频段时差异显著;并且,L(0,2)模态对弯头外侧缺陷检测能力要高于弯头内侧。

管道多单元磁轭法轴向磁化有限元分析和设计

利用有限元方法对局部管道、磁轭法磁化结构及外围空气进行了三维实体建模,通过求解计算,定量分析了线圈安匝数、铁芯截面积以及接触面气隙对管道磁化场的影响;求解了有柱状缺陷和周向缺陷时,缺陷漏磁场的分布情况。研究结果表明:磁化器安匝数越大,铁芯截面积越大,接触面气隙越小,管道磁感应强度越大;磁感应强度在缺陷处出现极值和方向变化。