Page 111 - 无损检测2021年第八期
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于全朋, 等:
飞机关键部件结冰的超声导波探测
择固体力学物理场进行分析。铝板尺寸为 150mm× 对于冰 - 铝板结构, 取模态 3- 频率 0.5 MHz 模
1mm ( 长× 厚), 冰层的尺寸为 20mm×1mm ( 直径 频点的仿真结果进行分析, 其 x , z 方向的位移场及
×厚), 位于铝板的中心位置, 冰的类型为明冰。模型 幅值分布如图 5 所示, 可以看出, 与单层铝板相比,
两端无反射边界条件, 激励位于模型的左端。沿厚度 同一位置结冰后的x , z 方向位移场均发生变化, 主
方向加载位移载荷, 位移载荷为 5 周期的 burst信号 要表现为位移幅值明显衰减, x 方向位移幅值衰减
u ( t ), 由式( 5 ) 定义。利用网格将单元剖分为自由三 了约 50% , z 方向位移幅值衰减了约 80% 。这说明
角形网格, 网格尺寸小于波长的1 / 10 。 该模频点的导波对结冰是敏感的。
sin ( 2π f t ) sin ( π f t / 5 ) ( 0≤t≤5 / )
f
u ( t ) = 0 其他 ( 5 )
式中: t 为时间; 为频率。
f
图 3 冰 - 铝板结构的二维频域仿真模型
对单层铝板进行仿真分析, 获得未结冰状态下
导波的传播情况。取模态 3- 频率 0.5 MHz作为激
励模频点, 得到单层铝板x , z 方向的位移场及其幅
值分布( 见图 4 )。
图 5 冰 - 铝板中模态 3- 频率 0.5 MHz模频点的位移场及
幅值分布
同理得到表 2 中所有模频点的敏感性分析结果
( 见图 6 ), 从图 6 可直观看到各模频点的敏感程度,
图 4 铝板中模态 3- 频率 0.5 MHz模频点的位移场及
幅值分布 图 6 所有模频点的敏感性分析结果
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2021 年 第 43 卷 第 8 期
无损检测
