隨著增材制造技術在各領域中的普及使用,其成形的金屬構件的質量問題備受關注。材料表面完整性,尤其是表面裂紋等損傷缺陷,限制了關鍵金屬增材制造構件在特定服役條件下的推廣應用,因此如何對表面缺陷進行及時的檢測和評價,是減少工業(yè)事故發(fā)生的有效途徑。無損檢測技術以其檢測速度快、精度高、成本低、綠色健康等優(yōu)點受到青睞,尤其是超聲瑞利波以其能在材料表面長距離傳播的特點,其波形信號中可包含大量材料表面信息,是材料表面力學性能無損評價的重要手段。本文基于瑞利波檢測手段,通過最小反射法對增材制造試件表面不同深度的槽型缺陷進行定量表征,并研制了可以檢測增材制造構件的超聲掃查平臺,為表面缺陷檢測提供了新的表征手段。本文自主研發(fā)的檢測儀器是多功能高精度的超聲掃查平臺,主要由機械結構、硬件配置和控制軟件組成,主要使用的檢測部件為水浸式平探頭、DPR300發(fā)射接收儀,通過6臺電機控制,可實現(xiàn)單/雙探頭C掃查、瑞利波、蘭姆波等超聲前沿方法的自動化構件表面缺陷檢測功能。根據(jù)增材制造技術成形的不銹鋼試件實際力學性能參數(shù),建立了“液—固耦合”有限元仿真模型。根據(jù)増材制造技術成型的實際材料力學參數(shù),取彈性模量為165GPa、... 

【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

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【學位級別】：碩士

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超聲掃查平臺1

第3章多功能高精度超聲無損檢測掃查平臺設計與研究27圖3.1超聲掃查平臺1圖3.2超聲掃查平臺2X軸激光器1超聲換能器1超聲換能器2激光器2弧形齒輪1弧形齒輪2圖3.3超聲掃查平臺33.2多功能高精度超聲無損檢測掃查平臺的整體設計圖3.4為本課題組研制的多功能高精度超聲掃查平臺的整體組成示意圖，可將該儀器分為機械掃查裝置、硬件配置與軟件檢測系統(tǒng)。機械掃查裝置主要有：XYZ三維運動位移平臺和精密檢測裝置；硬件配置主要有：運動控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊；軟件控制系統(tǒng)分為運動控制系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件。

吉林大學碩士學位論文30圖3.6多功能高精度超聲掃查平臺三維原理圖精密檢測部分是該試驗臺的核心裝置，精密檢測部分主要由對稱布置的超聲組、弧形導軌、盤式電機以及線軌和其他固定組件組成。其中超聲組是由超聲波探桿與超聲波換能器，以及裝置在超聲波探桿內部連接超聲換能器的連接線、探針等組成，連接線與探針用于在探桿內部傳遞信號，使得超聲波信息從超聲換能器傳播到探桿尾部的BNC線，再由BNC線傳遞給DPR300，再由DPR300傳遞給電腦，進行數(shù)據(jù)采集。如圖3.7所示，精密檢測部分的對稱式掃查裝置可以分為兩部分，一部分為固定檢測裝置，一部分為可移動式檢測裝置，這兩部分裝置的零件組成完全一致，其中固定檢測裝置通過機械結構固定于機架上，可移動式檢測裝置固定在線軌上，線軌固定在與固定檢測裝置相同的機架上，而固定檢測裝置與可移動式檢測裝置整體固定于Z軸上，可以用龍門結構的XYZ位移平臺進行整體的移動。如圖3.5、3.6所示，弧形導軌1、超聲組1為可移動式檢測裝置，弧形導軌2、超聲組2組成了固定檢測裝置。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]3D打印技術及應用現(xiàn)狀[J]. 黃常翼,馮陽.  黃岡職業(yè)技術學院學報. 2019(06)
[2]工件產品缺陷檢測方法綜述[J]. 周婷,陳祥紅.  計算機產品與流通. 2019(11)
[3]三維（3D）打印應用發(fā)展探討[J]. 郭中萬.  南方農機. 2019(19)
[4]復合粘接結構脫粘缺陷全聚焦成像模擬及算法優(yōu)化研究[J]. 范學騰,伏喜斌,黃學斌,鐘舜聰,方波,林起本,唐長明.  機電工程. 2019(08)
[5]星馳恒動:航天3D打印助力智能制造[J]. 屈林,孟煒杰,高璐.  軍民兩用技術與產品. 2019(07)
[6]激光選區(qū)熔化成形裝備的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 王澤敏,黃文普,曾曉雁.  精密成形工程. 2019(04)
[7]激光增材制造在航空航天領域中的應用[J]. 賈玉梅.  新材料產業(yè). 2019(07)
[8]Non-destructive Evaluation of Absolute Stress in Steel Members Using Shear-Wave Spectroscopy[J]. Liu Diankun,He Jingbo,Li Zuohua,Teng Jun.  Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics. 2018(02)
[9]激光選區(qū)熔化設備發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 宋長輝,翁昌威,楊永強,王迪,李陽.  機電工程技術. 2017(10)
[10]面向高端裝備制造業(yè)的高端制造裝備需求趨勢分析[J]. 張俊,盧秉恒.  中國工程科學. 2017(03)

博士論文
[1]基于激光聲表面波的金屬構件表面裂紋無損檢測方法研究[D]. 劉永強.浙江大學 2018
[2]2A14鋁合金厚板殘余應力表征及消減工藝研究[D]. 董亞波.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]殘余應力超聲無損檢測與調控技術研究[D]. 宋文濤.北京理工大學 2016

碩士論文
[1]基于FBG和聲波技術的損傷檢測技術研究[D]. 吳科科.南京航空航天大學 2017
[2]基于超聲波法的鋼結構構件應力檢測方法研究[D]. 何京波.哈爾濱工業(yè)大學 2014



本文編號：3568409