實驗名稱：螺旋(xuan)載荷下(xia)管中彎(wan)曲模(mo)態(tai)導(dao)波激(ji)勵方法分析

　　實驗內容：本文首先基(ji)于簡正(zheng)模(mo)(mo)(mo)態(tai)展(zhan)開方法(fa)，從理論上(shang)分析了管(guan)道(dao)在螺(luo)(luo)(luo)旋切向載(zai)(zai)荷(he)下(xia)(xia)的(de)激(ji)勵響應，推(tui)導了螺(luo)(luo)(luo)旋載(zai)(zai)荷(he)下(xia)(xia)彎(wan)曲模(mo)(mo)(mo)態(tai)的(de)激(ji)勵幅值公式，進一步(bu)研(yan)究了目標(biao)模(mo)(mo)(mo)態(tai)、螺(luo)(luo)(luo)旋夾角、載(zai)(zai)荷(he)施(shi)加方式和激(ji)勵頻率等(deng)對目標(biao)模(mo)(mo)(mo)態(tai)純凈度(du)的(de)影響，總結(jie)了螺(luo)(luo)(luo)旋載(zai)(zai)荷(he)下(xia)(xia)管(guan)中純凈彎(wan)曲模(mo)(mo)(mo)態(tai)的(de)激(ji)勵方法(fa)，最后給出(chu)了案例分析。。基(ji)于磁致伸縮效應，設計了彎(wan)曲模(mo)(mo)(mo)態(tai)螺(luo)(luo)(luo)旋激(ji)勵實驗。實驗結(jie)果與有限元數值模(mo)(mo)(mo)擬及(ji)理論推(tui)導結(jie)果相吻合，進一步(bu)驗證(zheng)本文理論推(tui)導的(de)正(zheng)確(que)性和可行(xing)性。

　　研究方向：無損檢測

　　測試設備：波形信號發生器、ATA-3080功率放大器、磁致伸縮導波傳感器、信號調理模塊和信號采集設備。

　　實驗過程：

　　圖：實驗裝置圖

　　實驗(yan)裝置包括(kuo)任意波形信(xin)號(hao)發生(sheng)器、ATA-3080功率(lv)放(fang)大(da)器、磁致伸縮導波傳感器、信(xin)號(hao)調理(li)模塊和信(xin)號(hao)采集設備。實驗(yan)過程(cheng)如下：

　　首先(xian)，任(ren)意波(bo)(bo)(bo)形信號(hao)發(fa)生(sheng)器（Rigol DG1022）產生(sheng)激勵(li)信號(hao)，信號(hao)通過(guo)功(gong)率放(fang)大(da)器（Aigtek ATA-3080）放(fang)大(da)后，流經(jing)磁(ci)致伸(shen)(shen)縮導波(bo)(bo)(bo)傳(chuan)感器的(de)(de)激勵(li)線(xian)(xian)圈(quan)。由于(yu)磁(ci)致伸(shen)(shen)縮效(xiao)應，傳(chuan)感器對(dui)(dui)管(guan)(guan)道(dao)施加作用力，激勵(li)出超(chao)聲導波(bo)(bo)(bo)。在管(guan)(guan)道(dao)一端，鐵(tie)鈷合(he)金條(tiao)(tiao)(tiao)帶(dai)用環氧(yang)樹脂膠(jiao)水螺(luo)旋狀黏貼，螺(luo)旋夾角12.8°，條(tiao)(tiao)(tiao)帶(dai)寬(kuan)20mm、厚0.15mm。漆包線(xian)(xian)（直徑(jing)0.8mm）纏繞30匝，永磁(ci)體沿螺(luo)旋方(fang)向均勻(yun)置(zhi)。產生(sheng)垂(chui)直于(yu)條(tiao)(tiao)(tiao)帶(dai)軸的(de)(de)交變磁(ci)場。此配置(zhi)激勵(li)管(guan)(guan)道(dao)中的(de)(de)剪切(qie)波(bo)(bo)(bo)。回波(bo)(bo)(bo)信號(hao)通過(guo)磁(ci)致伸(shen)(shen)縮導波(bo)(bo)(bo)傳(chuan)感器接(jie)(jie)收，信號(hao)經(jing)過(guo)微(wei)弱信號(hao)調(diao)理模塊（包括(kuo)前(qian)置(zhi)放(fang)大(da)和(he)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)），然后傳(chuan)送至信號(hao)采(cai)集(ji)設(she)備(bei)(bei)（NIPXIe-1082）。信號(hao)采(cai)集(ji)設(she)備(bei)(bei)用于(yu)顯示和(he)后期處理。信號(hao)接(jie)(jie)收裝置(zhi)使用四(si)分之一圓周面的(de)(de)鐵(tie)鈷合(he)金條(tiao)(tiao)(tiao)帶(dai)，覆蓋管(guan)(guan)道(dao)環境的(de)(de)四(si)分之一，減少(shao)軸對(dui)(dui)稱(cheng)模態的(de)(de)干擾。接(jie)(jie)收換能器同樣纏繞30匝漆包線(xian)(xian)，用于(yu)剪切(qie)應變傳(chuan)感。通過(guo)以(yi)上步驟，實驗(yan)可以(yi)有效(xiao)地激勵(li)和(he)檢測管(guan)(guan)道(dao)中的(de)(de)超(chao)聲導波(bo)(bo)(bo)，分析彎曲(qu)模態導波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)特性(xing)。

　　實驗結果：

　　圖：實驗結果

　　實(shi)驗(yan)結果與(yu)解析(xi)計算以及仿真(zhen)模(mo)擬(ni)的結果相吻合，驗(yan)證了(le)(le)有限元模(mo)擬(ni)的準確(que)性(xing)，同時也進一(yi)步說(shuo)明了(le)(le)理論分析(xi)的正確(que)性(xing)和螺旋載(zai)荷下(xia)管中純凈彎曲模(mo)態激(ji)勵方(fang)法的可行(xing)性(xing)。

　　功率(lv)放大器推薦：ATA-3080C

　　圖：ATA-3080C功率放大器指標參數

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