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文献综述
近年来,无损检测技术在工业中的应用越来越普遍,而其中的超声检测,凭借其在使用过程中所体现的优势与高准确性的检测结果,在众多领域内得到重视并被广泛应用,是国内外使用频率高、应用广、效率高、发展快的一种无损检测[1]。
不过,超声检测在缺陷的定量和表达方面都具有一定的局限性[2]。
当今,国内的大多数生产厂家针对金属成品的缺陷检测,主要采用超声方法,通过手动或自动的方式粗略检测产品内部缺陷。
但是由于超声波传播理论复杂,传播过程抽象,况且随着工业技术的不断发展,定性检测已不能满足实践的要求,需要定量地确定缺陷的几何特征(形状、尺寸和取向)和材料性能,这使得超声波检测人员对于仪器显示的波形数据正确解释需要丰富的经验,导致检测结果会有一定的主观性[3]。
由于金属工件内部的缺陷各种各样,在实际的检测的时候,不单单要检测出是否含有缺陷,还要对缺陷进行分析重构,所以这就需要缺陷大量的数据以及模型,但在实际实验中,为了节省时间以及成本,不可能做出各种各样的缺陷供我们检测分析以及重构,所以我们采用有限元的方法来对各种各样的缺陷进行仿真数据的采集,采集的数据可以用于后期缺陷的重构[4]。
超声检测是利用超声波对金属构件内部缺陷进行检查,声波的传播方式非常复杂,而利用数学模型模拟却很方便[5]。
工业应用的需求、超声无损检测数学模型的发展及大容量高速个人计算机的普及都为超声波检测的模拟仿真和可视化研究提供了可能和方便[6]。
数字模拟是利用数学模型表示相应的物理系统,有限元方法就是其中一种重要方法。
有限元的基本思想在上世纪40年代就已经提出,到70年代开始逐渐被应用。
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