基于分数阶傅里叶变换的声表面波涂层厚度检测

为了实现对激光激发声表面波时域信号进行频散分析转变为声表面波频散曲线进而对基体-涂层材料涂层厚度的无损检测这一过程,提出了一种基于分数阶傅里叶变换的激光激发声表面波频散曲线获取方法.对时域信号进行分数阶傅里叶变换可以在一定的变换阶次p形成脉冲峰,利用脉冲点的坐标值可以直接获取信号的调频率与中心频率,进而可以计算得到原信...     

LSAWs测量低介电常数介质薄膜杨氏模量的信号处理

利用脉冲激光激发超声表面波测量低介电常数介质薄膜杨氏模量时（LSAWs实验），必须对实验信号进行有效处理来拟合出表面波在待测样品表面传播时产生的色散曲线。设计了专用的程序滤波器对LSAWs实验中采集的原始信号进行滤波，有效抑制了信号噪声．滤波器加载的Kaiser窗降低了“吉布斯”效应的影响．对原始信号的增零处理增加了频谱的细腻程度．通过傅里叶变换获得了LSAWs实验有效信号的频谱．根据实验信号的相频特性曲线，通过最小二乘法拟合出了LSAWs实验中声表面波在待测样品表面传播时产生的色散曲线．实验表明，阻带噪声衰减为60dR，获得了截止频率高达120MHz的色散曲线．     

Lamb波频散曲线快速计算与绘制

超声Lamb波已成为快速检测各种金属板材与薄壁管件健康质量的重要手段,但由于其传播过程中的频散和多模态特性使其在应用上受到了一定程度的限制。应用中若相关参数选择不当,会使得检测回波信号相互叠加而难以识别,快速精确的计算频散曲线则是正确选择参数的基础。基于此,在详细分析频散曲线特点的基础上,引入了曲线追踪法,并利用该方法完成了相应的软件设计,实现了频散曲线的快速绘制。该软件可用于各种材料的Lamb波频散曲线快速绘制,为检测中的Lamb波模态选择、发射频率等相关参数设置提供了可靠的理论依据。     

粒子群算法在面波频散曲线反演中的应用

针对目前线性化和非线性化算法在面波频散曲线反演中的局限性问题,分析了一种新的非线性全局优化算法——粒子群算法(PSO)及其基本原理和算法流程,并且采用了细化分层理论与粒子群算法相结合的方法,在求解横波速度结构的基础上,分别对四层速度递增理论模型和野外实测数据进行了反演试算.实验结果表明:频散曲线反演拟合效果较好,粒子群算法表现出了全局寻优特点.研究结论初步验证了粒子群算法在面波频散曲线反演中的可行性与有效性.     

层状管道结构频散曲线绘制及试验验证

目的推导层状管道结构中超声导波的频散方程,利用频散方程绘制其频散曲线,并通过试验来验证频散曲线的正确性.方法基于Navier波动方程并根据边界条件建立了层状管道结构的频散方程.从理论上分析了层状管道结构中三种模态超声导波的传播特性.根据推导出超声导波的频散方程,通过数值方法绘制出了超声导波在层状管道结构中的频散曲线.对超声导波的频散曲线和位移特点进行了分析,并选出适合激励的超声导波频率.构建与数值计算层状管道模型相同的试验系统并进行试验研究,利用试验验证了所建立的频散曲线的正确性.完成了层状管道结构纵向波动试验,激励频率在1~9 k Hz,对试验结果与理论值进行对比和误差分析.结果L(0,1)在管道结构中传播速度与理论值最大误差值为1.5%,可以发现两者相似度较高.结论笔者所绘制的频散曲线能够较为理想的反映出超声导波在层状管道中传播的真实情况,这对实际检测中激发信号的频率和模态的选择具有重要意义.     

Rayleigh表面波频散曲线的特征方程的计算方法

在有关文献的基础上，重新推导了分层介质中表面波的特征方程及相应的计算频散曲线的方法。本方法有效地减少了高频造成的有效数字损失，并针对混凝土路面结构，计算了相应的理论频散曲线。     

Rayleigh表面波理论频散曲线的特征方程解法

根据弹性波在层状地基中的传播方程，求出介质中的位移和应力分布，然后按照边界条件和各层面之间法向和切向作用力的连续条件，导出Ｒａｙｌｅｉｇｈ表面波传播的特征方程，求解该特征方程，得到表面波的理论频散曲线，这一方法不仅简单有效，计算速度快，而且避免了其他方程在数值计算中出现的困难，因而在无损伤检测的表面波谱分析方法中具有重要的作用。     

水泥搅拌土防渗墙的瞬态面波无损检测技术

针对水泥搅拌土防渗墙的结构特点，开发了新型有效的瞬态面波法施工质量无损检测技术．引入刚度矩阵法求取理论频散曲线，利用最小阻尼二乘法对实测频散曲线进行拟合求得墙体剪切波速．通过理论分析及现场试验，确定适用于水泥土防渗墙的瞬态面波测试技术参数为：激振采用6．75～9kg的铁锤；传感器自振频率为28Hz；偏移距为8m；道间距为0．5m．从而形成了一种基于瞬态面波法原理的水泥土防渗墙无损检测技术．     

基于能量密度法的超声导波层状管道结构损伤检测

目的根据超声导波在管道结构径向能量密度分布,选择导波最佳模态和频率,提出一种基于能量密度的超声导波层状管道结构损伤检测方法.方法根据能量密度表达式,采用数值分析软件Matlab绘制频厚积-能量密度曲线,并将能量密度曲线与频散曲线相对比,验证其有效性.结果频厚积范围2 160～3 240 kHz·mm,L(0,6)模态适合作为层状管道结构的损伤检测的超声导波,其具有清晰的缺陷回波和边界反射回波,而且能量密度曲线与频散曲线趋势一致.结论基于能量密度法能够实现不同目的超声导波层状管道结构损伤检测,且效果良好.     

基于多模式分离的S变换瑞雷波频散曲线提取

对多阶模式下的瑞雷波信号进行分离,利用S变换计算2道数据单模式的频散曲线并进行反演得到二维横波速度剖面,以提高瞬态瑞雷波法横向分辨率。对理论模型和实际瑞雷波数据进行处理和分析,研究结果表明:利用S变换计算2道数据的频散曲线时,采用F-K分离后的单模式瑞雷波数据可有效提高计算精度,在此基础上对多条频散曲线进行反演得到的二维横波速度剖面可提高瑞雷波法勘探的横向分辨率;采用该方法还可计算2道数据的高阶模式频散曲线。