蜗卷弹簧导波频散特性与导波探头设计

作     者：边美华 梁世容 彭家宁 梁庆国 BIAN Mei-hua;LIANG Shi-rong;PENG Jia-ning;LIANG Qing-guo

作者机构：广西电网有限责任公司电力科学研究院南宁530023 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2019年第19卷第4期

页      面：27-32页

学科分类：08[工学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：广西电网有限责任公司科技项目(GXKJXM20160325)资助 

主　　题：蜗卷弹簧 周向导波 圆柱壳结构 频散曲线 频率选择 

摘      要：蜗卷弹簧是高压断路器的关键零件,可用超声导波来检测裂纹损伤。超声导波的频散特性研究是影响导波检测的重要因素,也是导波探头设计的基本依据。首先推导了蜗卷弹簧的超声导波频散方程,说明理论上无法直接计算得到蜗卷弹簧的频散特性;通过借鉴圆柱壳结构周向导波的频散特性研究方法,把蜗卷弹簧的各圈近似为不同半径的圆柱壳结构、计算得到其频散曲线,从而得到蜗卷弹簧的频散特性。频散曲线表明蜗卷弹簧的形状参数是影响其频散特性的主要因素。以蜗卷弹簧外圈为例,计算了频率和探头入射角以及导波模态三者的关系,为导波探头频率选择及楔块角度设计提供参考。