近年來,核電、航空航天等領域高速發(fā)展,功能部件形狀日益復雜,對無損檢測技術的要求不斷提高。超聲相控陣技術在復雜曲面構件檢測方面有很大優(yōu)勢,通過時間延遲法則能夠靈活控制聲束偏轉與聚焦,具有檢測范圍廣、精度高、掃描速度快等優(yōu)點。然而,傳統(tǒng)的剛性超聲相控陣探頭無法直接與試件表面相匹配,需通過水耦合或楔塊耦合方式進行聲波傳播。由于耦合劑與試件聲阻抗存在差異,聲場能量在耦合劑與試件界面間傳輸時有損失,進而影響探頭靈敏度,導致缺陷定位不準確。為了進一步提高超聲相控陣技術的缺陷表征性能,避免耦合劑的影響,發(fā)展了柔性超聲相控陣技術。柔性超聲相控陣探頭能完美貼合不規(guī)則工件表面,但由于彎曲界面的影響,超聲波在材料中的傳播規(guī)律復雜,而且缺乏準確的時間延遲法則,難以估計聲波在試件內(nèi)傳播特性和聲場能量,這可能導致接收不到缺陷回波,從而降低缺陷檢測及表征性能。為攻克復雜曲面構件缺陷檢測難題,打破現(xiàn)有柔性相控陣技術應用的局限性,本文推導了復雜曲面構件的柔性相控陣時間延遲法則,并以此為基礎建立柔性超聲相控陣檢測聲場分布解析模型、偏轉聚焦聲波傳播及缺陷散射數(shù)值仿真模型。基于理論與仿真,開展柔性相控陣探頭的實際應用研究。... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

柔性探頭

第1章緒論5所示。該壓電傳感器由嵌在柔性聚合物中的壓電陶瓷纖維排列組成，通過提高材料的柔性，克服了壓電片結構的局限性，整個探頭十分輕保圖1.2二維柔性陣列傳感器2013年Phoenix公司開發(fā)了一種名為Wraplt的柔性相控陣探頭[47]，探頭位于橡膠外殼中，如圖1.3所示。通過調(diào)整或更換橡膠外殼而保持探頭柔性，適用于凹面、凸面結構的缺陷檢測。圖1.3Wraplt柔性相控陣探頭廣州多浦樂電子科技有限公司和廣東汕頭超聲電子股份有限公司超聲儀器分公司都開發(fā)了柔性相控陣探頭，并成功實現(xiàn)商業(yè)化，如圖1.4所示。(a)廣州多浦樂(b)廣東汕頭圖1.4柔性相控陣探頭2018年美國加州大學圣迭戈分校科研團隊[48]研制出一種有彈性的二維柔性超聲相控陣貼片，如圖1.5所示，這種柔性超聲相控陣探頭未來可被用于檢測各

第1章緒論5所示。該壓電傳感器由嵌在柔性聚合物中的壓電陶瓷纖維排列組成，通過提高材料的柔性，克服了壓電片結構的局限性，整個探頭十分輕保圖1.2二維柔性陣列傳感器2013年Phoenix公司開發(fā)了一種名為Wraplt的柔性相控陣探頭[47]，探頭位于橡膠外殼中，如圖1.3所示。通過調(diào)整或更換橡膠外殼而保持探頭柔性，適用于凹面、凸面結構的缺陷檢測。圖1.3Wraplt柔性相控陣探頭廣州多浦樂電子科技有限公司和廣東汕頭超聲電子股份有限公司超聲儀器分公司都開發(fā)了柔性相控陣探頭，并成功實現(xiàn)商業(yè)化，如圖1.4所示。(a)廣州多浦樂(b)廣東汕頭圖1.4柔性相控陣探頭2018年美國加州大學圣迭戈分�？蒲袌F隊[48]研制出一種有彈性的二維柔性超聲相控陣貼片，如圖1.5所示，這種柔性超聲相控陣探頭未來可被用于檢測各

【參考文獻】：
期刊論文
[1]無損檢測技術的原理與應用[J]. 王維洋.  時代農(nóng)機. 2019(07)
[2]相控陣超聲檢測方案設計關鍵技術及其在航空航天領域的應用[J]. 周正干,李尚凝,李洋.  南京航空航天大學學報. 2017(04)
[3]基于CIVA仿真的管道超聲內(nèi)檢測參數(shù)設計與優(yōu)化[J]. 繆存堅,凌張偉,杜興吉,王敏.  焊管. 2017(07)
[4]檢測發(fā)動機葉片的相控陣超聲換能器設計[J]. 馬立印,李洋,周正干.  壓電與聲光. 2017(05)
[5]水-鋼界面凸面相控陣聲場仿真[J]. 郭偉燦,錢盛杰,繆存堅.  無損檢測. 2017(05)
[6]整體葉盤葉片焊縫裂紋相控陣超聲檢測[J]. 馬立印,李洋,周正干.  北京航空航天大學學報. 2017(09)
[7]壓縮機葉輪葉根缺陷相控陣超聲檢測方法研究[J]. 朱學耕,董世運,徐濱士.  中國機械工程. 2015(18)
[8]葉輪相控陣超聲檢測方法[J]. 董世運,朱學耕,徐濱士,潘亮.  裝甲兵工程學院學報. 2015(04)
[9]相控陣超聲檢測技術研究與應用概況[J]. 潘亮,董世運,徐濱士,劉彬.  無損檢測. 2013(05)
[10]復雜工件內(nèi)部缺陷超聲柔性探頭檢測數(shù)值仿真[J]. 肖琨,王強,胡棟.  湖南科技大學學報(自然科學版). 2012(04)

碩士論文
[1]空心渦輪葉片殘芯X射線檢測技術[D]. 趙俊皓.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]超聲波在固體中傳播的有限元模擬[D]. 余剛.武漢工程大學 2014



本文編號：3604373