【摘要】：長期處于應力集中和交變載荷下的軸類零件極易出現(xiàn)表面裂紋,裂紋不僅降低軸類零件機械性能,甚至會引發(fā)重大安全事故。由于傳統(tǒng)無損檢測技術不能克服非接觸、惡劣環(huán)境下測量的困難,加之部分軸類零件需要軸肩來定位齒輪、軸承等零件,軸類零件結構呈現(xiàn)出較為復雜的階梯形狀,給檢測帶來了新的挑戰(zhàn)。激光超聲具有非接觸、無需耦合劑、可實現(xiàn)遠距離激發(fā)及接收等現(xiàn)有無損檢測技術不具有的優(yōu)點,因此在檢測軸類零件表面裂紋領域有著廣闊的應用前景。本文采用有限元方法建立了不同軸半徑、不同過渡方式、不同裂紋參數(shù)的軸模型,數(shù)值模擬了不同軸模型的溫度場,并采用間接耦合計算了不同軸模型的位移場,研究激光激發(fā)的聲表面波在軸表面的產(chǎn)生、傳播及與裂紋的相互作用過程。本文通過對比多組數(shù)據(jù)分析了聲表面波時頻域特征,以研究軸半徑、圓角半徑和階梯軸過渡方式對聲表面波傳播的影響。數(shù)值結果表明:當軸半徑越來越大時,Rayleigh波色散現(xiàn)象越來越小,Rayleigh波群速度越來越小;當圓角過渡的半徑越來越大時,Rayleigh波色散現(xiàn)象越來越小,Rayleigh波群速度越來越大;當直角過渡的高度差越來越大時,Rayleigh衰減越來越劇烈。本文通過對比多組數(shù)據(jù)分析了聲表面波時頻域特征,以研究裂紋寬度和深度對聲表面波傳播的影響。數(shù)值結果表明:無論是光軸還是圓角過渡的階梯軸,反射Rayleigh波和剪切Rayleigh波的到達時間差和裂紋深度成線性關系。數(shù)值結果為激光超聲檢測軸表面裂紋提供了有價值的參考。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TG115.28;TH133.2

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