2026/2/20 13:51:53
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利用侧面等效力源激励#xff0c;对外直径40mm#xff0c;壁厚3mm的钢管进行200kHz下的导波检测#xff0c;在x200mm位置处设置裂纹缺陷#xff0c;在x120mm位置处设置点探针
遇到裂纹前后的声场图如图1和2所示#xff0c;点探针接收波形如图3所示对外直径40mm壁厚3mm的钢管进行200kHz下的导波检测在x200mm位置处设置裂纹缺陷在x120mm位置处设置点探针 遇到裂纹前后的声场图如图1和2所示点探针接收波形如图3所示第一个波为始波第二个为裂纹反射波 模型为6.1版本最近在研究Comsol超声管道导波相关的内容和大家分享一下我的实践过程。这次主要利用侧面等效力源激励对特定规格的钢管进行导波检测模拟。我们选取的钢管外直径为40mm壁厚3mm在200kHz的频率下开展模拟。这个频率的选择是经过一些考量的不同频率的导波在管道中传播特性会有所不同200kHz在我们这个特定场景下能较好地实现对缺陷的检测。在模型构建方面我使用的是Comsol 6.1版本。在模型中我们在x 200mm位置处设置了裂纹缺陷这就好比在真实世界的管道上制造了一个“伤口”看看导波遇到它会发生什么。同时在x 120mm位置处设置点探针用来接收导波信号就像在管道旁边安排了一个“信号捕捉员”。下面我们来看看代码相关的内容这里假设用的是Comsol的脚本语言。在定义几何结构部分可能会有类似这样的代码model.geom(geom1).feature(cyl1).set(d, 40e-3, h, 1); % 设置圆柱代表钢管的直径为40mm长度设为1m这里长度可按需调整 model.geom(geom1).feature(cyl1).set(t, 3e-3); % 设置壁厚为3mm这段代码通过model.geom相关指令定义了钢管的几何尺寸d表示直径h表示长度t表示壁厚。注意单位都换算成了国际单位制的米这在Comsol建模中是很重要的单位不统一很容易导致后续计算出错。comsol超声管道导波 利用侧面等效力源激励对外直径40mm壁厚3mm的钢管进行200kHz下的导波检测在x200mm位置处设置裂纹缺陷在x120mm位置处设置点探针 遇到裂纹前后的声场图如图1和2所示点探针接收波形如图3所示第一个波为始波第二个为裂纹反射波 模型为6.1版本接着设置激励源代码可能如下model.physics(acpr1).feature(efrq1).set(magnitude, 1, frequency, 200e3); % 设置侧面等效力源激励幅值为1频率200kHz这里acpr1假设是声学物理场的名称efrq1是激励源特征的名称通过set函数设置了激励源的幅值和频率。再看看我们得到的结果遇到裂纹前后的声场图如图1和图2所示很可惜这里没办法直接展示给大家大家可以自行在Comsol模拟中观察类似效果。从声场图中可以直观地看到导波传播的情况在遇到裂纹前导波在管道中平稳传播而遇到裂纹后声场发生了明显变化部分导波被反射回来。点探针接收波形如图3所示同样无法直接呈现第一个波为始波这是激励源发出的导波信号最先被接收到的部分第二个为裂纹反射波。这就像是我们对着管道喊了一声先听到自己声音的直接传播然后又听到从裂纹这个“障碍物”反射回来的声音。通过对这些波形的分析我们就能判断管道中是否存在缺陷以及缺陷的位置等信息。通过这次Comsol超声管道导波模拟我们深入了解了导波在含缺陷管道中的传播特性也感受到了Comsol在这类模拟中的强大功能。希望大家在自己的研究中也能通过Comsol挖掘出更多有趣的物理现象和结论。