弯折波导杆的超声斜入射方法

作     者：关紫琦 廖作雨 刘天阳 贾九红 GUAN Ziqi;LIAO Zuoyu;LIU Tianyang;JIA Jiuhong

作者机构：华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237 

出 版 物：《应用声学》 (Journal of Applied Acoustics)

年 卷 期：2024年第43卷第3期

页      面：591-598页

学科分类：07[理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52175138) 

主　　题：水平剪切波 弯折波导杆 斜入射 缺陷监测 

摘      要：波导杆技术是一种有效的超声辅助检测方法,在提升高温关键承压设备安全运行方面具有重要作用。现有的波导换能器因直入式发射声波,常被用来在线监测壁厚的腐蚀进程,难以对指定方向的缺陷进行有效检测。为了解决这个难题,基于斯涅耳定理以及导波的频散特性提出了一种弯折结构的波导杆来实现超声斜入射。首先分析了弯折波导杆中水平剪切波的传播特性,探究了波导杆的厚度、弯折角度对杆中声波传播的影响规律;然后,进一步研究了弯折波导杆在半无限空间内的声束指向性;最后通过一对弯折波导杆在线检测结构内部缺陷的试验证明了波导超声斜入射的应用价值。研究结果为基于斜入射技术的波导超声在线监测提供了坚实的理论基础。