腐蝕是化工、石化、煉油等過程裝備的主要失效方式之一,鍋爐、壓力容器、壓力管道等承壓特種設(shè)備的腐蝕狀況監(jiān)控,主要通過厚度檢測完成。常規(guī)超聲檢測技術(shù)受被測物形狀及溫度影響,存在一定局限性,并且由于目前檢測手段的限制,一般需要停工檢驗(yàn)。激光超聲檢測技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對超聲信號的非接觸式激發(fā)與接收,針對高溫條件及復(fù)雜測量環(huán)境具有一定應(yīng)用價(jià)值。本文主要介紹了一種基于激光超聲的非接觸式高溫金屬厚度檢測技術(shù),通過理論分析、有限元仿真、實(shí)驗(yàn)分析進(jìn)行研究。在理論分析部分,對激光激勵產(chǎn)生超聲波的機(jī)制以及縱波在材料中的傳播規(guī)律進(jìn)行了介紹,分析了溫度變化對縱波傳播速度的影響,并且對縱波的光學(xué)探測方法進(jìn)行了簡要說明。在有限元仿真部分,介紹了有限元仿真的基本原理,并且分析了材料參數(shù)、激光參數(shù)、網(wǎng)格劃分等因素對仿真效果的影響。在不同溫度下分別對不同厚度的金屬材料進(jìn)行有限元仿真,通過繪制仿真波形的上下包絡(luò)線獲得了縱波沿模型厚度方向傳播的時(shí)間,并且根據(jù)理論分析中不同溫度下的縱波波速計(jì)算出了模型的仿真厚度,仿真厚度與實(shí)際厚度基本一致,為實(shí)驗(yàn)分析提供了依據(jù)。在實(shí)驗(yàn)分析部分,分別對不同溫度下不同厚度的金屬試件進(jìn)行激光超聲實(shí)驗(yàn),獲得了... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

激光均勻輻照模型

圖 2. 2 激光局部輻照模型當(dāng)一維模型中只有部分表面被輻照時(shí)，如圖2.2所示，在未被輻照的區(qū)域就會產(chǎn)生橫向約束[42]。在這種情況下，應(yīng)力zz 與應(yīng)變zz 的關(guān)系表示為： 23BTzzzz （2.15）式中， 為拉梅常數(shù)， 為剪切模量， B (23) 為體積模量。當(dāng)材料表面沒有垂直方向的外部約束時(shí)，即 (z0)0zz ，那么由式（2.15）可得表面的非零應(yīng)變zz 為： 23BT(z0)zz （2.16）若溫升區(qū)域的深度為 z

（2.21）圖 2. 3 正交力偶材料中某一點(diǎn)的熱膨脹由三個正交力偶組成，如圖2.3所示，偶極子的強(qiáng)度等于應(yīng)力與體積的乘積[45]，可表示為：DDDBV112233 （2.22）圖 2. 4 膨脹中心在表面上的力偶極子當(dāng)膨脹中心位于材料表面時(shí)，垂直于表面方向的凈應(yīng)力為零，即 0(i1,2,3)i3 。若z 方向上熱彈激光源的厚度為零，則 D033 ，只存在水平偶極子11D 與22D ，如圖2.4所示。通常情況下，熱彈激光源存?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3419489