我國高鐵發(fā)展迅速,目前“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組列車標(biāo)準(zhǔn)時(shí)速已經(jīng)達(dá)到350km/h。高速運(yùn)行的列車,需要非常嚴(yán)格的安全防護(hù)及檢測措施,尤其是機(jī)車與鋼軌直接接觸的部分——車輪。國內(nèi)外針對(duì)列車車輪在線生產(chǎn)時(shí)缺陷的無損檢測通常采用超聲和磁粉相結(jié)合的方法,其內(nèi)部缺陷的檢測采用超聲波探傷為主。傳統(tǒng)的壓電超聲波探傷由于其特性,對(duì)垂直于聲束方向的缺陷比較敏感。但列車在運(yùn)行過程中由于多種原因,缺陷的產(chǎn)生具有很大的隨機(jī)性,故傳統(tǒng)超聲波探傷具有很大的局限性。近年來,隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,超聲相控陣檢測技術(shù)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。通過對(duì)各陣元的有序激勵(lì)實(shí)現(xiàn)對(duì)聲束的偏轉(zhuǎn)及聚焦,聯(lián)合扇形掃查、電子掃查(線性掃查)、動(dòng)態(tài)深度聚焦(DDF)等具有更多的聲束入射方向的工作方式,使其相比于傳統(tǒng)超聲具有更快的檢測速度與更高的靈敏度。本文以超聲相控陣技術(shù)在高鐵車輪輪輞檢測中應(yīng)用為目標(biāo),基于Multi 2000相控陣板卡,通過研究超聲相控陣電子掃描控制、相控陣聲場建模與仿真、相控陣自適應(yīng)聚焦、相控陣圖像顯示與重建等關(guān)鍵技術(shù),自行搭建了一套完整的適用于高鐵車輪輪輞自動(dòng)檢測的超聲相控陣檢測系統(tǒng)。本文首先從超聲相控陣的發(fā)射和接收、聚焦法則以及掃...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展
        1.2.1 超聲相控陣的歷史概述
        1.2.2 超聲相控陣技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 車輪檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 超聲相控陣檢測技術(shù)的基本原理
    2.1 超聲波檢測概述
    2.2 超聲相控陣檢測原理
        2.2.1 超聲相控陣的發(fā)射
        2.2.2 超聲相控陣的接收
    2.3 聚焦法則
        2.3.1 聲束偏轉(zhuǎn)
        2.3.2 聲束聚焦
        2.3.3 聲束偏轉(zhuǎn)及聚焦
    2.4 掃描模式
        2.4.1 常規(guī)掃描模式
        2.4.2 相控陣特有的掃描模式
    2.5 本章小結(jié)
第三章 超聲相控陣的聲場分析與仿真
    3.1 超聲相控陣換能器陣列
    3.2 超聲相控陣聲場模型的建立
        3.2.1 聲場數(shù)學(xué)模型建立的常用方法
        3.2.2 基于空間脈沖響應(yīng)的聲場模型
        3.2.3 陣元空間脈沖響應(yīng)的計(jì)算
    3.3 超聲相控陣聲場仿真的實(shí)現(xiàn)
        3.3.1 仿真平臺(tái)FieldⅡ
        3.3.2 聲場仿真程序的實(shí)現(xiàn)
    3.4 超聲相控陣聲場仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.4.1 相控陣聲場的定點(diǎn)聚焦仿真
        3.4.2 相控陣聲場的偏轉(zhuǎn)及聚焦仿真
        3.4.3 相控陣聲場的動(dòng)態(tài)聚焦仿真
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于超聲相控陣的車輪輪輞檢測系統(tǒng)
    4.1 總體思路及設(shè)計(jì)原則
    4.2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
        4.2.1 Multi2000軟件接口
        4.2.2 輔助機(jī)械和電氣裝置
    4.3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
        4.3.1 動(dòng)態(tài)深度聚焦算法
        4.3.2 檢測成像算法研究
        4.3.3 相控陣探傷上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 車輪輪輞實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    5.1 車輪輪輞缺陷的形成
    5.2 人工模擬缺陷的制作
        5.2.1 標(biāo)準(zhǔn)試塊
        5.2.2 人工缺陷樣輪
    5.3 車輪輪輞探傷實(shí)驗(yàn)及分析
        5.3.1 儀器指標(biāo)測試實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 探頭指標(biāo)測試實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 人工缺陷樣輪探傷實(shí)驗(yàn)
        5.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    5.4 橫波檢測實(shí)驗(yàn)及分析討論
    5.5 在役車輪探傷實(shí)驗(yàn)及分析
        5.5.1 在役車輪人工缺陷分布
        5.5.2 在役車輪檢測實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 超聲相控陣在管材、棒材上的應(yīng)用
    6.1 超聲相控陣在管材上的應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)分析
        6.1.1 管材常見缺陷及檢測現(xiàn)狀
        6.1.2 管材的超聲相控陣檢測工藝設(shè)計(jì)
    6.2 超聲相控陣在棒材上的應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)分析
        6.2.1 棒材常見缺陷及檢測現(xiàn)狀
        6.2.2 棒材的超聲相控陣檢測工藝設(shè)計(jì)
    6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 論文完成的主要研究工作
    7.2 需要進(jìn)一步的研究及改進(jìn)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)布的論文
致謝



本文編號(hào)：3759407