液压管路中超声导波传播特性影响因素分析及试验研究

• 作 者: 栗霞飞
• 出 处: 内蒙古农业大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 超声导波 液压管路 能量损耗 压力 温度

超声导波检测技术是一种非常有前景的检测技术,可实现管道缺陷与压力的无损检测。但基于超声导波技术对液压管道进行压力检测时,往往会受到温度等环境因素的干扰,使得检测精度较低。温度作为主要的影响因素,研究温度对导波传播特性的影响,为剔除温度对压力检测的影响提供指导。本文通过对超声导波传播特性的理论分析、数值计算与实验研究,分析了液压管路中超声导波传播特性的影响因素。利用有限元软件ABAQUS仿真模拟了超声导波在空管和充液管中的传播特性。研究结果如下:1.利用实验装置对变化环境下超声导波的传播特性进行了实验研究与分析。压力对导波传播的影响主要体现为直达波峰峰值的变化。研究结果表明:随着液体压力的增大,导波直达波的峰峰值、RMS值都在线性减小。当利用峰峰值研究压力的变化对超声导波传播特性的影响时,L模态能量衰减较快,L模态测试的结果较T模态明显,易于分析。而利用RMS值研究压力的变化对超声导波传播特性的影响时,T模态的测试结果较L模态明显。这样可以通过不同的研究方法得到压力的变化对导波传播特性的影响,提高压力检测精度。2.温度的变化会引起样本材料本身属性的变化,从而对超声导波在结构中的传播特性产生影响。当使用峰峰值和RMS值方法来研究温度的变化对超声导波传播特性影响时,发现随温度的升高,直达波信号的峰峰值和RMS值都在减小,而且L模态导波信号减小的幅度较T模态导波信号明显。可以采用激励L模态导波的方法研究温度的变化对导波传播特性的影响,这样可以剔除温度变化对导波传播特性的影响,提高压力检测精度。3.利用试验研究与数值模拟对比了导波在空管和充液管中的传播特性,实验结果与仿真结果一致。导波在充液管道中传播时会发生能量损耗,导致回波信号幅值减小。同一温度下,充液管信号峰峰值较空管峰峰值小;随着温度的升高,导波直达波的信号峰峰值逐渐减小。温度每升高5℃,空管或油管中超声导波的直达波峰峰值降低0.001mV。通过对导波传播特性的分析,能够更好地辨识并剔除各种环境因素对导波传播的影响,为后续超声导波的应用提供数据参考。