【技术实现步骤摘要】
利用超声导波检测结构散射特征部缺陷的方法
本专利技术属于无损检测
，涉及超声导波无损检测技术，具体地说，涉及一种利用超声导波检测结构散射特征部缺陷的方法。
技术介绍
导波检测技术是一种高效的结构检测技术，其具有非接触、快速、检测距离远和可以实现整个结构体积检测等优点。但是，由于结构中弯头、夹具和支撑等散射特征的存在，导波在散射特征处会发生反射和透射，若散射特征区域出现缺陷，缺陷反射回波会与散射特征反射回波叠加在一起难以分辨，因而难以从回波信号中判断出结构中是否存在缺陷。为了实现对散射特征区域缺陷的检测，目前出现了多种检测方法。例如:专利文献US7565252B2中公开了一种超声导波检测中分辨管道几何特征反射信号和缺陷反射信号的方法，其通过对比已知特征反射信号的相位和检测信号中反射信号相位信息而判断是否存在缺陷。还有许多学术论文中提到了基减法，即检测信号减去完好特征反射信号，若有剩余则有缺陷，若没有剩余则无缺陷。上述利用相位对比和基减法来检测散射特征区域缺陷的方法，可以实现对散射特征区域缺陷的检测，在一定...
【技术保护点】
1.一种利用超声导波检测结构散射特征部缺陷的方法，其特征在于，含有以下步骤：/n分别计算自由波导部和散射特征部中导波模态波结构；/n利用模态置信准则计算自由波导部导波模态波结构和散射特征部导波模态波结构间的匹配系数，用匹配系数表征完好散射特征部导波反射系数，并绘制该导波反射系数随频率变化曲线，进而得到第一频率响应；/n计算不同中心频率时检测信号中散射特征部导波反射系数，并绘制该导波反射系数随频率变化曲线，得到第二频率响应；/n通过对比第一频率响应与第二频率响应，判断检测的散射特征部中是否存在缺陷。/n
【技术特征摘要】
1.一种利用超声导波检测结构散射特征部缺陷的方法，其特征在于，含有以下步骤：
分别计算自由波导部和散射特征部中导波模态波结构；
利用模态置信准则计算自由波导部导波模态波结构和散射特征部导波模态波结构间的匹配系数，用匹配系数表征完好散射特征部导波反射系数，并绘制该导波反射系数随频率变化曲线，进而得到第一频率响应；
计算不同中心频率时检测信号中散射特征部导波反射系数，并绘制该导波反射系数随频率变化曲线，得到第二频率响应；
通过对比第一频率响应与第二频率响应，判断检测的散射特征部中是否存在缺陷。
2.如权利要求1所述的利用超声导波检测结构散射特征部缺陷的方法，其特征在于，采用半解析有限元方法根据待测结构的尺寸及材料参数计算自由波导部和散射特征部中导波模态波结构，通过公式(1)利用模态置信准则计算上述两种导波模态波结构间的匹配系数，公式(1)表示为：
式中，ρ(·)表示匹配系数，m表示导波模态，MAC(·)表示模态置信准则，Ai表示自由波导部波导区域的i模态，Bj表示散射特征部波导区域的j模态，ψi表示自由波导部i模态导波波结构振型向量，ψj表示散射特征部j模态导波波结构振型向量；
采用R_MAC表示完好散射特征部导波反射系数，通过公式(2)计算得到，公式(2)表示为：
R_MAC＝1-MAC_sum-MAC_mc(2)
式中，MAC_sum为自由波导部中某一模态波结构与散射特征部中各模态波结构匹配系数之和；MAC_mc为自由波导部中某一模态波结构与散射特征部产生的模态转换模态匹配系数之和，表示该模态遇到散射特征部而反射的模态转换模态部分。
3.如权利要求1或2所述的利用超声导波检测结构散射特征部缺陷的方法，其特征在于，所述自由波导部为波导截面积恒定、波导轴向方向上材料性质不变、波导轴向方向上边界条件不变、波阻抗不变的结构体。
4.如权利要求3所述的利用超声导波检测结构散射特征部缺陷的方法，其特征在于，所述散射特征部为波导截面积恒定、波导轴向方向上材料性质不变、波导轴向方向上边界条件不变，但波阻抗与自由波导部不同的结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿海泉，邹刚，孙强，王哲，章明浩，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空大学青岛校区，
类型：发明
国别省市：山东;37
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