超声导渡检测技术是一种新兴的无损检测方法.扭转模态是管道中超声导波的模态之一,可以检测各类缺陷.采用厚度切变型压电陶瓷作为敏感元件的探头,其外形尺寸为20 mm×10 mm×20 mm,在4 m长的钢管中进行了扭转模态的激励与接收试验.结果表明,该探头能够有效地激励和接收扭转模态,抑制了其它模态导波的干扰.

针对目前我国超声导波检测设备的落后现状，根据超声导波检测的机理，采用新型高速单片机、模数转换芯片、高频线性功率放大电路、环状阵列压电陶瓷传感器和基于LabVIEW的数据采集软件，开发了一种集成化的小型超声导波检测系统。该系统能够在管道中激励和接收超声导波，通过对激励波及反射回波的时空位置分析，判断出管道长度及存在的缺陷。

为提高利用ANSYS进行弯管缺陷超声导波数值模拟的分析效率，简化操作程序，在ANSYS平台上，利用其固有的参数化设计语言APDL进行二次开发，编制了一套参数化弯管缺陷导波检测模块。利用此套模块可以方便快捷地进行基于ANSYS的弯管缺陷导波检测的数值模拟。整个过程完全实现了参数化建模、加载和后处理，从而减少了前后处理时间，提高了分析效率，并通过试验证明了此套模块的有效性。

为了实现对板类结构的主动健康监测，采用附着在结构上的压电陶瓷晶片激励和接收导波模态，选取合适模态用于板中缺陷的识别和评估．理论分析结果表明，在低频范围内，相对于A0模态，以面内位移为主、频散小的S0模态更适合于铝板的缺陷检测．利用直径11mm，厚0．4mm的压电陶瓷晶片在1mm厚的铝板上激励和接收得到适合缺陷检测的频率300kHz的S0模态．在此基础上，在铝板中加工-孔状缺陷，分析了S0模态的缺陷榆测能力，并进一步研究了缺陷直径对接收到的导波信号幅度的影响．实验结果表明，利用-发-收法得到的Lamb波模态可以用于铝板中的缺陷检测，并且缺陷回波的幅度可实现对缺陷大小的表征．

对未充水和充水管道中纵向模态的传播特性进行了研究.在未充水和充水管道中分别激励160kHz和195kHz两个频率的L模态对管道进行了缺陷检测实验.结果表明,在未充水或充水管道中,L模态的频散特性和波结构不同,对缺陷检测的能力也不同,可通过对频散特性和波结构分析选取合适的模态检测管道中的缺陷.

利用超声导波技术在弯管中进行了缺陷检测的实验研究.利用周向均布的长度伸缩型压电陶瓷片激励特定频率的纵向模态L(0,2),对90°弯管中的人工周向缺陷和结构缺陷等进行了检测,分析了周向缺陷尺寸的变化对缺陷回波和端面回波幅值大小的影响.对弯管中同时存在多个缺陷的情况进行了研究.实验结果表明,超声导波检测技术可以用于弯管中不同部位和不同类型的缺陷检测,这为利用超声导波对更加复杂的管道系统中缺陷检测作了有益探索.

推导出自由单层板频散方程的矩阵表达形式.通过Matlab编程,采用极小值法对该方程进行数值求解,该方法求解简单方便.并通过斜率法从频率-相速度点中确定了所有模态,从而求解出相应的群速度频散曲线.

将基于磁致伸缩效应的MsSR3030系统用于管道中的缺陷检测。超声导波在管道中传播速度受管道材质、防腐漆层等因素影响将发生变化，降低MsS-3064型磁致伸缩传感器的方向控制水平，导致管道检测信号中包含异向检测信号。为消除异向检测信号，提出一种权值差除的方法，对正反向检测信号做Hilbert变换，再利用小波函数分解重构得出信号包络线，赋予正反信号包络线一定权值后做减法，可以有效消除不需要的异向信号，提高检测信号的可识别性。

针对基于磁致伸缩超声导波技术的导波波速及检测长度进行了试验研究。试验中采用干耦合方式，分别对两种不同材质（不锈钢、合金钢）管道试样进行了超声导波检测。试验结果表明，分别单向激励64和128kHz的T（0，1）模态超声导波在两种不同材质的管道管端位置，波速及检测长度有着明显的差异。

分别运用SolidWorks和ANSYSWorkbench$欠件对码垛机械手进行三维实体建模与动静态特性分析,得出了真空吸盘框架等重要部件的应力、应变图.结果表明该结构的强度和刚度满足实际需求,为整体结构的改进设计提供了依据。