基于Ansys软件的管道超声导波激励特性研究【优秀毕业课程设计】
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基于Ansys软件的管道超声导波激励特性研究【优秀毕业课程设计】,基于,ansys,软件,管道,超声,导波,激励,鼓励,特性,研究,钻研,优秀,优良,毕业,课程设计
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中 北 大 学 信 息 商 务 学 院 毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 冀晓琪 学 号： 12020143 名 ： 机械工程系 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 设 计 题 目 ： 基于 特性研究 指 导 教 师 : 周进节 2016 年 3 月 21 日 毕 业 设 计 开 题 报 告 1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 1. 课题研究背景及研究意义 现代管道运 输起始于 19 世纪中叶。随着油气资源的开发以及能源市场的急增，管道运输在世界范围内得到了飞速发展，已经成为国民经济的命脉，管道运输业作为与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输业之一，在经济建设和国防工业中发挥着越来越重要的作用。 随着管线事故的增多、管龄的增长，由于施工缺陷和腐蚀等问题和人为破坏的存在，管道事故频频发生，给人们的生命、财产和生存环境造成了巨大的威胁。因此，工业发达国家均高度重视管道检测技术的研究和开发，对在役长距离油气输送管道实行强制性的检测，特别是对新建和老龄管道更是十分关注。目前我国多 数油气管道已经进入中老年期。为防止管道腐蚀穿孔、爆管等造成的恶性事故的发生，我国每年用于油气管道维修的费用逐步增加。由于检测手段的制约，管道的损伤状况多数不明，往往造成盲目开挖、盲目报废，维修缺少科学性，从而造成人力、物力的巨大浪费。所以，发展一种经济实用、快速高效的管道检测技术成为亟待解决的问题。 常规的无损检测方法主要有： (1)射线检测法，如 x 射线、 r 射线、 b 射线等； (2)声学检测法，如超声检测、声发射检测、声显微检测等； (3)电学检测法，如涡流检测等； (4)磁学检测法，如磁粉检测、漏磁检测等 。但是常规的无损检测技术检测管道，必须要求沿管道逐点检测，检测速度很慢，而检测的成本却比较高，劳动强度大。绝大部分管道运输的是有腐蚀性的物质，工作条件非常恶劣，而且大部分工业管道都带有外包层使之与外界隔绝，常规无损检测必须剥开外包层，大大增加了检测成本。近年来发展出了一种能够进行快速、长距离、大范围、相对低成本的无损检测方法，即超声导波检测法。在固体中传播的超声导波，由于本身的特性，沿传播路径衰减很小，所以可以克服逐点扫描法的缺点进行长距离、大范围的缺陷检测；并且超声导波也可在充液、带包覆层的管道中传播，使 得检测工业管道的费用大大降低。随着超声导波技术的不断发展，超声导波的管道缺陷检测的研究已经逐步从判断缺陷有无和缺陷定位技术，深入到缺陷损伤程度的研究。研究缺陷的损伤程度，主要包括对缺陷几何尺寸和缺陷类型 (裂纹、腐蚀、局部变形 )的识别等等。为了能够通过超声导波技术实现对缺陷损伤程度的判断，就必须在导波检测所获得的回波信号 f，即建立 y=f(x)的关系，也就是获得缺陷几何特征 (尺寸、形状等 )对缺陷回波信号的影响规律。但是，这需要获得大量的针对不 同缺陷的检测信号。在目前的研究 基础上，检测信号的获得主要来自于两个方面，一是通过实验获得，二是在实验验证基础上，通过数值模拟的方法获得。相对而言，数值模拟研究的方法具有周期短、成本低、可重复性好，因此，本文就将通过数值模拟的方法，对管道缺陷检测进行研究。通过建立一系列管道缺陷检测的有限元模型以及进行大量的管道缺陷检测的数值模拟和一定数量的对比实验，来获得所需要的数据，研究超声导波检测信号与缺陷几何尺寸之间关系 2. 国内外研究概况 国外的导波理论研究经历了弹性波在板状有界波导中的传播特性理论推导到将导波技术应用于管道缺陷检测研究的过程。目前 ,国外导波检测技术在工程中的应用已相对成熟 ,试验研究的热点也集中在利用“弯曲模态调节技术”对管道弯头处检测及进行充液管道导波检测的研究。 国内的超声导波检测技术方面的研究较国外起步晚 ,但在相关各领域也展开了广泛研究。理论方面 ,根据弹性纵波理论 ,通过计算分析管中导波的频散曲线 ,讨论了 L(0,2)模式导波在裂纹处的反射和透射规律 ,从而根据导波反射时间和强度确定出裂纹的位置和尺寸 ;实验方面 ,采用合理的传感器设计方案 ,在管道中抑制其他模态导波 ,激励理想的 L(0,2)模式导波 ,研究超声导波在一定长管道中以特定频 率传播时的频散现象 ,分析纵波管道检测的灵敏度 参考文献 ： 1 臧铁军 ， 藏天红 ， 我国管道运输的发展概况 ,管道技术与设备 ， 1998， (4)： 1 4. 2 宋志东，超声导波技术在管道缺陷检测中的研究，天津大学硕士学位论文 2006. 3 李家伟 ， 陈积懋 ， 无损检测手册 ， 机械工业出版社 ， 2002： 1 519. 4 李伟，超声导波管道缺陷检测的数值模拟及实验研究 ， 北京工业大学硕士学位论文 2007 5 他得安 , 刘镇清 ,田光春 声学技术 , 2000, 20( 3) : 31- 134. 6 程载斌 ,王志华 应用力学学报 ,2004,21( 4) : 76- 79. 7 ,of a by a ch in a 998,65:6498 , , . in ed 1998, 36: 147- 154. 9 N D, , . of 1998,65( 9) : 63510 L , D, . M of by - 1997, 16: 1261- 1268. 11 , , . of in a 2004,37: 167- 180. 12 焦敬品 ， 吴斌 ， 王秀彦 实验力学 ， 2002， 17(1):113 李衍 ,强天鹏 无损探伤 ， 2002(4):214 董绍 华 ， 费凡 中国国际油气管道 (完整性 )技术会议 ， 廊坊 ， 2005. 15 李一博 ， 管道中超声导波的衰减特性的研究 完整性 )技术会议 ， 廊坊 ，2005 毕 业 设 计 开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 使用 （ 1）空心圆管中超声导波频散曲线的计算及模态分析，并研究管中导波激励特性。 （ 2）基于 件模拟研究管道缺 陷导波检测，包含材料参数选择、单元选择、缺陷建立、网格划分、边界条件的定义；选择合适的求解类型，并进行求解选项的设定；对求解结果进行分析和可视化。 （ 3）研究不同载荷（包含加载面积、位置、激励信号类型和频率）对不同壁厚管中导波激发特性的影响 ，为实际工程检测提供理论指导。 毕 业 设 计 开 题 报 告 指导教师意见 ： 指导教师： 年 月 日 所在系审查意见： 系主任： 年 月 日 附件：参考文献格式 学术期刊 作者 论文题目 期刊名称，出版年份，卷 (期 )：页次 如果作者的人数多于 3人，则写前三位作者的名字后 面加“等”，作者之间以逗号隔开。例如： 1 李峰 ， 胡征 ， 景苏等 . 纳米粒子的控制生长和自组装研究进展 . 无机化学学报， 2001, 17(3): 315324 2 of 2001,233:5 7 学术会议论文集 作者 论文题目 文集编者姓名 学术会议文集名称，出版地：出版者，出版年份：页次 例如： 3 司宗国，谢去病，王群 重子 湮没快度关联的研究 见赵维勤，高崇寿编 第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集，北京：中国高等科学技术中心， 1996： 105 图书 著者 书名 版本 出版地：出版者，出版年 页次 如果该书是第一版则可以略去版次。 例如： 4韩其智，孙洪洲 群论 北京：北京大学出版社， 1987 101 预印本 作者 论文题目 预印本编号（出版年份） 例如： 5uo to 810548(1998) 学位论文 作者 论文题目 学 士 (或硕士、博士 )学位论文 . 出版地：出版者，出版年份 例如： 6 陈异 . 纳米粒子形貌控制研究 . 硕士学位论文 . 北京 ： 中国科学院 , 2002
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