×

一种新的表面缺陷检测方法。 (英语) Zbl 1423.74446号

摘要:高荷载结构中的缺陷或瑕疵对结构完整性有重大影响。及早检查故障可以降低潜在灾害发生的可能性,并限制破坏的破坏影响。根据我们之前的工作,本文开发了一种新的方法,称为使用导波的傅里叶变换定量检测(QDFT),用于有效检测管道结构中的缺陷。这种快速方法的细节包括三个步骤:首先,开发了一个内部有限元程序来计算管道中传播的导波的反射系数。然后,基于边界积分方程和空域傅里叶变换,利用玻恩近似导出了定量检测作为波数函数的理论公式。这为QDFT方法奠定了坚实的基础,该方法利用已知缺陷问题中的参考模型来有效评估未知缺陷。最后,利用信号处理技术重构未知缺陷的位置和形状,以去除噪声。给出了几个例子来证明所提出方法的正确性和有效性。结果表明,这种快速方法可以高精度地检测一般二维表面缺陷。

MSC公司:

74J25型 固体力学中的波反问题
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用

软件:

TVR-DART公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序 链接

参考文献:

[1] 阿尔加托夫,I。;Butcher,E.A.,《利用纵向振动频率和受损螺栓接头响应的等效线性化分离细长钢筋内部和边界损伤》,《声音与振动杂志》,330,13,3245-3256,(2011)
[2] 巴滕堡,K。;Sijbers,J.,DART:离散层析成像的实用重建算法,IEEE图像处理汇刊, 20, 9, 2542, (2011) ·Zbl 1372.94020号
[3] 布莱克利奇,M。;伯奇,R.E。;霍普克拉夫特,K.I。;Wombel,R.J.,《定量衍射层析成像》。脉冲声场,物理杂志。D: 应用物理学,20,1,1-10,(1987)
[4] 布莱克利奇,M。;伯格,R.E。;霍普克拉夫特,K.I。;Wombel,R.J.,《定量衍射层析成像》。二、。脉冲弹性波,物理杂志。日期:应用物理学, 20, 1, 11, (1987)
[5] Chang,Q。;彭,T。;Liu,Y.,基于逆声波传播的层析损伤成像,使用k空间方法和伴随方法,机械系统和信号处理,109,379-398,(2018)
[6] Cook,R.,《有限元分析的概念和应用》,(1981),John Wiley and Sons New York,N.Y.,USA·Zbl 0534.73056号
[7] Devaney,A.J.,地球物理衍射层析成像,IEEE地球科学和遥感汇刊,GE-22,1,3-13,(1984)
[8] 迪特里,J.J。;Rose,J.L.,通过施加表面牵引激发空心圆柱体中的导向弹性波模式,应用物理杂志,72,2,2589-2597,(1992)
[9] 多布森,哥伦比亚特区。;Santosa,F.,使用涡流方法对板材进行无损评估,国际工程科学杂志,36,4,395-409,(1998)·Zbl 1210.78010号
[10] Duan,W。;Kirby,R.,管道中非轴对称缺陷弹性波散射的数值模型,分析与设计中的有限元,100,C,28-40,(2015)
[11] 海伊·T·R。;Rose,J.L.,用于激励管道中轴对称导波的柔性PVDF梳状换能器,传感器和执行器。A: 物理,100,1,18-23,(2002)
[12] Hosoya,N。;Yoshinaga,A。;神田,A。;Kajiwara,I.,利用激光诱导等离子体冲击波产生非控制和非破坏性兰姆波,国际机械科学杂志,140,486-492,(2018)
[13] Huthwaite,P。;Simonetti,F.,高分辨率导波层析成像,wave Motion,50,5,979-993,(2013)·Zbl 1454.74087号
[14] Huthwaite,P.,导波厚度绘图反演方法评估,英国皇家学会学报。A: 数学、物理和工程科学,470,2166,(2014)
[15] R.Jing。;Ratassepp,M。;郑凤,利用全波形反演研究导波层析成像的重建精度,《声与振动杂志》,400317-328,(2017)
[16] Laroque,S.J。;Sidky,E.Y。;Pan,X.,《衍射层析成像中从少视角和有限角度数据进行精确图像重建》,《美国光学学会杂志》,25,7,1772-1782,(2008)
[17] Leonard,K.R。;Malyarenko,E.V。;Hinders,M.K.,超声兰姆波层析成像,反问题,18,6,1795-1808,(2002)·Zbl 1018.65146号
[18] 刘,Z。;他,C。;吴,B。;王,X。;Yang,S.,使用厚度剪切模式压电元件激发的T(0,1)模式进行周向和纵向缺陷检测,超声波,44,1,e1135-e1138,(2006)
[19] Marzani,A.,超声导波在阻尼圆柱体中传播的瞬态响应,国际固体与结构杂志,45,25-26,6347-6368,(2008)·Zbl 1168.74372号
[20] Minnaar,K。;Zhou,M.,层状材料界面和基体断裂的时间分辨检测和跟踪新技术,固体力学与物理杂志,52,12,2771-2799,(2004)
[21] Mountassir,M.E。;雅库比,S。;穆洛,G。;Maquin,D.,《基于稀疏估计的损伤检测和定位监测方法:研究案例》,机械系统和信号处理,112,61-76,(2018)
[22] Mu,J。;张,L。;Rose,J.L.,《管道中使用远程超声导波聚焦技术进行缺陷周向尺寸测量》,《无损检测与评估》,22,4,239-253,(2007)
[23] Psychas,I.D。;Schauer,M。;Böhrnsen,J.U。;马里纳基,M。;Marinakis,Y。;兰格,S。;Stavroulakis,G.,《使用耦合FEM/SBFEM方法和蚁群分类算法检测缺陷桩几何形状》,机械学报,227,5,1279-1291,(2016)·Zbl 1382.74099号
[24] 北卡罗来纳州Rattanawangcharoen。;庄,W。;沙阿·A·H。;Datta,S.K.,《接合层合圆柱中的轴对称导波》,《工程力学杂志》,123,10,1020-1026,(1997)
[25] Schmerr,L.W.,《超声波无损评价基础》,(1998),纽约Plenum出版社
[26] Sheppard,C.J.R。;Shan,S.K.,全息断层成像3D成像,(AIP会议论文集,1236,(2010)),65-69
[27] Siqueira,M.H。;加茨,C.E。;达席尔瓦,R.R。;Rebello,J.M.,《超声导波和小波分析在管道检测中的应用》,超声波,41,10,785-797,(2004)
[28] Stoyko,D.K。;波普尔韦尔,N。;Shah,A.H.,《利用奇点检测和描述管道缺口》,《国际固体与结构杂志》,51,15-16,2729-2743,(2014)
[29] 王,B。;钱,Z。;Hirose,S.,利用板中的导向SH波对内腔进行逆形状重建,冲击与振动,2015,(2015)
[30] 王,B。;Hirose,S.,《利用超声兰姆波反射系数重建板材变薄的形状:数值方法》,ISIJ International,52,7,1320-1327,(2012)
[31] 王晓庆。;Wong,W.O。;Cheng,I.,模态功率流及其在损伤检测中的应用,国际工程科学杂志,47,4,512-523,(2009)
[32] 庄,W。;Shah,A.H.,层压各向异性圆柱的弹性动力学格林函数,应用力学杂志,66,3,665-674,(1999)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。