本文關(guān)鍵詞：基于AATT法相控陣超聲檢測裂紋高度定量誤差研究

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【摘要】：裂紋類缺陷是焊接部件及零部件常常存在的缺陷。因為帶有尖銳邊緣,所以危害性極大。其高度方向的缺陷尺寸直接決定著工件的疲勞強度和使用壽命,應優(yōu)先進行嚴格的檢測和控制。鑒于提高裂紋高度定量精度對保證構(gòu)件安全可靠性至關(guān)重要,現(xiàn)有的常規(guī)超聲檢測技術(shù)存在檢測結(jié)果不直觀且檢測效率低等局限,而相控陣超聲檢測技術(shù)憑借獨有的聚焦偏轉(zhuǎn)能力、多視圖成像和快速全體積掃查的優(yōu)點開始被廣泛應用在缺陷定量檢測中。本文結(jié)合相關(guān)文獻,從實驗及數(shù)值模擬兩方面,采用一維線陣相控陣探頭,開展了AATT(絕對傳播時間法)法裂紋高度定量的研究,分析了探頭參數(shù)、楔塊參數(shù)及檢測狀態(tài)等對最終定量結(jié)果的影響。主要研究工作如下：(1)采用扇形掃查結(jié)合A掃檢測底面開口裂紋缺陷,顯示裂紋上下尖端成像；并根據(jù)扇掃特點,選取AATT法進行裂紋高度定量。(2)選取3.5MHz線陣探頭,以厚度55mm碳鋼試塊中不同高度的底面垂直切槽仿制底面開口裂紋作為研究對象,針對楔塊的聲速、傾角、第一晶片高度偏差開展參數(shù)影響研究,得到以下結(jié)論。處在相同聚焦深度下,激發(fā)陣元數(shù)越多,因聲束能量分散帶來的定量偏離誤差�。粚ο嗤囋獢�(shù),焦點設置越接近裂紋尖端位置,高度定量偏差也越小。采用橫波檢測時,通過控制楔塊聲速偏差在±100m/s,可以將裂紋高度偏差控制在±0.25mmm；相比之下,縱波檢測時,通過控制縱波聲速偏差在±100m/s,可以將高度偏差控制在±0.20mm。通過控制楔塊角度變化范圍在±1°時,可以將缺陷高度偏差限制在±0.2mm�？刂频谝痪叨仍O置偏差在±1.0mm,可以控制裂紋高度偏差在±0.1mm。(3)分析了試塊聲速測量偏差對缺陷高度定量的影響,其中對橫波來說,對碳鋼試塊底面開口裂紋的高度定量,材料聲速偏差±100m/s,裂紋的高度偏差約為±0.3mm,相比較而言,縱波的聲速誤差對高度定量結(jié)果影響小,約為±0.13mm。(4)研究了系統(tǒng)計算精度和檢測狀態(tài)對裂紋高度定量的影響。結(jié)果表明,較小的角度分辨率更有利于裂紋高度定量；對較長聲程的檢測,需要采用更大的采樣點數(shù)。相同檢測條件下,對稱的檢測角度對高度定量沒有很大影響；而從靠近缺陷表面OD(Outside Defect)側(cè)與遠離缺陷表面ID(Inside Defect)側(cè)分別進行檢測發(fā)現(xiàn),OD側(cè)的高度定量結(jié)果會偏��；ID側(cè)的高度定量結(jié)果會偏大。
【關(guān)鍵詞】：相控陣超聲 絕對傳播時間法 裂紋高度定量 定量誤差
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG115.285
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 裂紋高度定量超聲檢測研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 常用的裂紋高度定量超聲檢測方法11-12
• 1.2.2 相控陣超聲裂紋高度定量研究現(xiàn)狀12-19
• 1.3 課題研究內(nèi)容19-20
• 2 相控陣超聲檢測技術(shù)原理20-26
• 2.1 超聲相控陣檢測原理概述20-21
• 2.2 相控陣超聲的聲束控制21-23
• 2.3 相控陣超聲的視圖顯示23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 相控陣超聲裂紋高度定量分析26-35
• 3.1 AATT法基本原理26-27
• 3.2 AATT法結(jié)合扇掃圖高度定量27
• 3.3 影響裂紋高度定量的參數(shù)理論分析27-33
• 3.3.1 縱向分辨力28-29
• 3.3.2 影響縱向分辨力的影響因素29-33
• 3.4 主要研究的影響參數(shù)33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 4 相控陣超聲裂紋定高參數(shù)影響研究35-65
• 4.1 實驗系統(tǒng)及模擬軟件信息35-36
• 4.2 探頭參數(shù)對裂紋定高的影響36-44
• 4.2.1 數(shù)值模擬37-39
• 4.2.2 實際檢測39-44
• 4.3 楔塊參數(shù)對裂紋定高的影響44-52
• 4.3.1 楔塊聲速44-48
• 4.3.2 楔塊傾角48-50
• 4.3.3 第一陣元晶片高度50-52
• 4.4 試塊聲速52-56
• 4.5 檢測狀態(tài)對裂紋定高的影響56-64
• 4.5.1 角度分辨率及采樣點數(shù)56-60
• 4.5.2 檢測面及檢測方向60-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻66-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況68-69
• 致謝69-70

【參考文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 談洋;超聲相控陣裂紋定量檢測有限差分法數(shù)值模擬[D];大連理工大學;2013年

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本文編號：901176