基于ANSYS的超声相控阵探头的声场仿真研究

发布时间：2024-03-18 23:03

　　超声相控阵检测技术通过电子技术控制探头阵元的相对延时激发,使声束具有偏转、聚焦和偏转聚焦的能力,利用其特点能有效的提升声场的检测灵敏度和分辨力,但是超声相控阵探头参数的不同会对声场造成很大的影响,从而影响声场的检测灵敏度和分辨力,因此超声相控阵探头的声场是值得研究的问题。利用ANSYS软件建立Q235钢板中的超声相控阵探头的声场有限元模型,并对其进行仿真模拟,不但能节约研究成本和时间,还能方便对检测声场的直观理解,同时也为实际检测的预测、探头选型和检测结果分析提供参考依据,具有重要的应用价值。本文基于超声相控阵基本原理,以Q235钢板为研究对象,建立完整的超声相控阵探头的声场和含有圆孔缺陷的检测声场的有限元模型,据此分析超声相控阵探头声场的分布特征,总结超声相控阵探头几何参数和聚焦深度对检测声场的影响,从而提出对于检测不同深度缺陷探头的选用准则。主要研究内容包括:第一,利用ANSYS仿真软件建立Q235钢板中的超声相控阵探头的声场有限元模型并进行了仿真模拟,同时借助MATLAB软件对仿真结果进行数据处理得到各模型的聚焦声场云图,直观的理解超声相控阵探头的声场特征。第二,利用ANSYS软...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1常规单晶探头和阵列多晶探头对多向裂纹的检测比较

桂林理工大学硕士学位论文9板厚与波长相近的板中传播，用于检测薄板[61]。（2）超声相控阵技术特点超声相控阵技术最主要的特点是探头中的各阵元的振幅和延时都能被人为设定并加以控制，从而获得超声聚焦波束，并且波束的偏转角度，聚焦深度和焦点位置都能有计算机控制[7]。在实际的被检测试件....

图2.2常见的几种超声相控阵探头模型

桂林理工大学硕士学位论文10图2.2常见的几种超声相控阵探头模型（4）相控阵声束的发射与接收、偏转与聚焦如果使驱动电路同时对探头阵列中各阵元施加同样的驱动脉冲信号，都可以被看作是一个点波源发射球面波，这些球面波会相互叠加从而形成行波脉冲，如图2.3所示，其中的虚线为球面波。此种控....

图2.3阵元间无相对延时

桂林理工大学硕士学位论文10图2.2常见的几种超声相控阵探头模型（4）相控阵声束的发射与接收、偏转与聚焦如果使驱动电路同时对探头阵列中各阵元施加同样的驱动脉冲信号，都可以被看作是一个点波源发射球面波，这些球面波会相互叠加从而形成行波脉冲，如图2.3所示，其中的虚线为球面波。此种控....

图2.4延时偏转

桂林理工大学硕士学位论文11图2.4延时偏转图2.5延时聚焦改变每个阵元的相对延迟时间也可以使相控阵接收信号的特性发生改变。图2.6为平面波阵面到达相控阵的例子。当相控阵探头中的每个阵元收到平行的冲击波时，每个阵元都会发出电信号，但是这些电脉冲信号都不是同时发出的，但如果对这些电....

本文编号：3931951