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1超声导波1

1.1 超声导波的研究背景1

1.2 超声导波与超声体波3

1.3 超声导波的基本特性4

1.3.1 群速度和相速度5

1.3.2 频散与多模态特性6

1.4 超声导波无损检测技术特点9

1.5 管道超声导波无损检测的研究现状11

1.5.1 理论研究11

1.5.2 应用研究14

参考文献16

2超声导波在管道中的传播理论21

2.1 管道超声导波传播特性分析21

2.1.1 超声导波解析模型21

2.1.2 超声导波有限元模型23

2.1.3 超声导波传播特性27

2.2 管道超声导波波源分析30

2.2.1 简正模态展开法31

2.2.2 外载荷扰动分析33

2.3 超声导波衰减特性分析43

2.3.1 带防腐层管道超声导波检测44

2.3.2 埋地管道超声导波检测49

参考文献55

3管道导波的有限元仿真及应用56

3.1 有限元软件ABAQUS56

3.2 轴对称导波的有限元仿真58

3.2.1 建立三维模型58

3.2.2 定义分析步和输出59

3.2.3 相互作用59

3.2.4 施加载荷和边界约束59

3.2.5 网格划分60

3.2.6 后处理（分析）60

3.3 仿真实例61

3.3.1 纵向模态导波的有限元仿真61

3.3.2 扭转模态导波的有限元仿真62

参考文献63

4非轴对称管道导波声场调控方法64

4.1 非轴对称管道导波声场调控理论66

4.1.1 基于螺旋换能器的非轴对称导波激励方法66

4.1.2 基于圆周相控阵列换能器的非轴对称导波激励方法70

4.2 非轴对称管道导波传播特性仿真74

4.2.1 基于螺旋换能器的非轴对称导波传播仿真74

4.2.2 基于圆周相控阵列换能器的非轴对称导波传播仿真82

4.3 两种调控方法的特点89

参考文献90

5超声导波换能器及检测仪器91

5.1 压电式导波换能器92

5.2 磁致伸缩式导波换能器94

5.2.1 磁致伸缩效应94

5.2.2 磁致伸缩导波换能器结构97

5.2.3 磁致伸缩换能器优化98

5.3 电磁超声式导波换能器103

5.4 激光超声式107

5.5 超声导波检测仪器108

5.5.1 导波仪原理介绍108

5.5.2 超声导波方向控制109

5.5.3 超声导波距离幅值分析112

5.5.4 国内外超声导波仪器113

5.6 超声导波检测案例115

案例5.1：MSGW超声导波仪在多个弯头管道检测中的应用115

案例5.2：MSGW超声导波仪在带保温层管道检测中的应用116

案例5.3：MSGW超声导波仪在架空管道检测中的应用116

案例5.4：MSGW超声导波仪在长距离管道检测中的应用117

案例5.5：MSGW超声导波仪在竖直管道检测中的应用118

案例5.6：MSGW超声导波仪在弯头检测中的应用119

案例5.7：MSGW超声导波仪在海上钻井平台检测的应用119

案例5.8：MSGW超声导波仪在埋地管道检测中的应用121

案例5.9：MSGW超声导波仪在其他管道检测中的应用122

参考文献124

6磁致伸缩导波管道检测新技术及其应用126

6.1 超声导波相控阵检测技术研究126

6.1.1 超声导波相控阵检测原理126

6.1.2 导波相控阵检测研究127

6.2 基于B扫导波成像的检测方法130

6.2.1 B扫查成像原理130

6.2.2 合成孔径聚焦SAFT131

6.2.3 超声导波的B扫查成像检测研究134

6.2.4 超声导波的B扫查检测应用研究及案例135

6.3 基于非轴对称导波的管道缺陷分类和定征技术139

6.3.1 基于非轴对称导波的管道缺陷分类与定征数值仿真140

6.3.2 基于非轴对称导波的管道缺陷分类技术140

6.3.3 基于非轴对称导波的管道缺陷定征技术147

6.3.4 基于非轴对称导波的管道缺陷分类和定征检测研究152

6.4 基于非轴对称导波的螺旋焊管缺陷检测技术研究154

6.4.1 基于非轴对称导波的螺旋焊管缺陷检测数值仿真155

6.4.2 基于非轴对称导波的螺旋焊管缺陷检测及工程应用161

6.5 管道轴向缺陷大小定量化检测技术165

6.5.1 超声导波回波信号分析165

6.5.2 基于匹配追踪算法的管道轴向缺陷大小定量分析原理166

6.5.3 检测方法验证167

参考文献171

7超声导波管道腐蚀监测技术173

7.1 管道腐蚀监测技术173

7.1.1 结构健康监测技术简介173

7.1.2 管道腐蚀监测技术简介173

7.1.3 超声导波管道腐蚀监测技术的特点及优势175

7.1.4 超声导波管道腐蚀在线监测系统176

7.2 磁致伸缩超声导波监测信号影响因素分析177

7.2.1 声波耦合层178

7.2.2 温度变化179

7.2.3 偏置磁场181

7.2.4 仪器稳定性182

7.3 残差分析监测算法182

7.3.1 建立参考信号库182

7.3.2 残差分析算法183

7.3.3 缺陷特征提取186

7.3.4 残差分析监测算法实现流程190

7.4 监测算法实验验证191

7.4.1 监测系统功能验证191

7.4.2 监测系统性能验证194

7.5 监测案例及其分析196

案例7.1：UGPM导波监测技术在某站外埋地管道的监测应用196

案例7.2：UGPM导波监测技术在某站内架空管道的监测应用198

参考文献199