周向导波在空心圆柱体中传播的数值模拟研究

摘要

在石油、化工、食品和城市供水等行业,由于腐蚀等原因而引起泄漏事故,造成巨大的经济损失和资源浪费。因此,能够预先检测到管道缺陷避免事故发生显得十分重要。基于弹性动力学理论,利用Matlab编程实现周向导波在空心圆柱体中传播的数值模拟。利用特征函数展开法计算出周向导波的频散曲线及0.6MHz和1MHz各个模态的时域波形图并据此分析激励方式同周向导波传播的关系,频率为1MHz或0.6MHz时,1和2模态在空心圆柱壳中传播的周向导波中处于主导地位:各模态的径向或周向位移幅度会受到激励入射角的影响而变化并且周向导波的位移幅度随着激励入射角的增加而增加:得到特定频率下,周向导波各模态径向、周向位移的变化关系。本文结果为进一步利用实验方法研究周向导波在空心圆柱体中传播特性和缺陷检测奠定了基础。