超聲檢測方法廣泛應用于管、球的自動無損檢測,隨著產品質量要求的提升,需要提高檢測的精度。為此,研究表面粗糙度對超聲探傷精度的影響,解決高精度檢測的工藝難點和不足,具有重要的理論和應用價值。首先系統研究了隨機粗糙表面不同特征參數對回波信號的影響,揭示出隨機粗糙表面微觀輪廓的均方根偏差增大與缺陷回波幅值減小之間的關系。以平底孔作為分層缺陷的檢測標準,建立了表面粗糙度修正的平底孔超聲檢測模型,揭示了不同粗糙度下缺陷檢測回波信號幅值和信噪比變化規(guī)律,提出了不同粗糙表面對應分層缺陷超聲檢測精度的評價方法。通過建立兩種粗糙度修正的背對層面和正對層面裂紋超聲檢測模型,獲得了考慮層面粗糙度的固-液界面聲波反射、透射系數,提出了表層裂紋缺陷超聲檢測精度的準確評價方法。分析表明,聲波在裂紋處的能量及回波信號幅值隨粗糙度增大明顯減弱,但背景噪聲只略微增大;正對層面粗糙度對裂紋回波信號幅值的影響比背對層面大;當微觀輪廓均方根偏差小于15μm時,兩個層面對裂紋回波信號幅值的影響均較小。針對上述研究結論,提出了一種基于小波變換的粗糙表面微裂紋超聲信號處理方法。為了解決高精度超聲檢測的工程難點,系統研究了下列關鍵工... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：143 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

幾種不同粗糙表面二維微觀輪廓圖

仿真計算需要耗費大量時間，而本方法中結合仿真計算和粗糙度修正的平底孔超聲檢測模型能夠比較準確地估算出不同粗糙表面對應的平底孔缺陷超聲檢測精度。2.4.3 實驗驗證本小節(jié)通過實驗驗證粗糙度修正的平底孔超聲檢測模型預測粗糙表面下平底孔缺陷信噪比變化的準確性。采用線切割加工方式加工粗糙實驗樣板 4 塊，材料為 45#鋼，樣板尺寸均為 250mm×60mm×10mm，每塊樣板正面為粗糙表面，背面為光滑表面，編號設置為 a、b、c 和 d。在線切割過程中通過調整走絲速度以及脈沖電流大小可以獲得不同的粗糙表面，如圖 2.21(a)、(b)、(c)和(d)所示，通過表面粗糙度儀 PRSR200測試得到樣板粗糙表面輪廓均方根偏差 Rq 分別為 2.65μm、5.67μm、11.38μm 以及17.22μm，水平特征參數相關長度 l 分別為 284μm、257μm、376μm 以及 313μm，均接近 300μm。對于每塊實驗樣板的背面采用磨削加工，得到 Rq 值為 1.58μm 的磨削表面作為光滑表面。

以及橫波在背對層面都會形成聲波散射，對微裂紋缺陷檢測造成嚴重影響寬，缺陷信號幅值降低等。超聲探傷中利用一次反射波檢測工件背對層面裂紋，利用二次反射波檢測面裂紋，兩者聲波在傳播過程中受到不同的反射和折射影響，如圖 3.1 所的工件表面粗糙度對正對層面、背對層面裂紋檢測精度的影響也不盡相同面粗糙度對不同裂紋缺陷檢測精度的影響，本節(jié)主要針對背對層面裂紋來面粗糙度影響下的超聲檢測模型，同時結合仿真方法研究不同粗糙度下的裂紋超聲檢測精度。 正面粗糙，背面光滑-背面缺陷 (b) 正面光滑，背面粗糙-背面缺

【參考文獻】：
期刊論文
[1]表面粗糙度對固體內部超聲背散射的影響[J]. 宋永鋒,李雄兵,史亦韋,倪培君.  物理學報. 2016(21)
[2]曲面構件水浸超聲檢測缺陷定量研究[J]. 胡宏偉,彭凌興,周正干,李雄兵,孫廣開.  航空學報. 2014(11)
[3]固體粗糙界面與超聲的非線性相互作用研究[J]. 肖齊,王珺,郭霞生,章東.  物理學報. 2013(09)
[4]高端機械裝備再制造無損檢測綜述[J]. 張元良,張洪潮,趙嘉旭,周志民,王金龍.  機械工程學報. 2013(07)
[5]基于小波變換的薄層厚度電磁超聲測量方法[J]. 焦敬品,于兆卿,劉文華,張強.  儀器儀表學報. 2013(03)
[6]一種用于鋼球表面缺陷檢測的電渦流傳感器研究[J]. 謝鳳芹,肖林京,路亞鵬,張華宇.  傳感器與微系統. 2012(11)
[7]基于電渦流傳感器的金屬材料表面形貌三維可視化檢測[J]. 吳相楠,李隴杰,張冰,丁暉.  傳感技術學報. 2012(03)
[8]基于Morlet小波的超聲缺陷分類識別方法研究[J]. 廖璘志,陳琪,嚴寒冰.  機床與液壓. 2010(17)
[9]大口徑無縫鋼管超聲渦流自動探傷系統的研制[J]. 張延賓,鄭俠,朱力,鄭杰,唐海波.  無損探傷. 2009(02)
[10]基于平底孔反射體的雙晶直探頭測量模型[J]. 趙新玉,剛鐵,張碧星.  物理學報. 2008(08)

博士論文
[1]表面粗糙度和曲率半徑對軸承鋼管漏磁檢測的影響機制[D]. 楊蕓.華中科技大學 2017
[2]基于相控陣超聲成像的圓柱類部件自動化無損檢測理論與實踐的研究[D]. 吳海騰.浙江大學 2016
[3]基于合成孔徑的圓柱類部件在線超聲成像理論與實踐的研究[D]. 吳施偉.浙江大學 2015
[4]鋼球表面缺陷檢測關鍵技術研究及樣機研制[D]. 王義文.哈爾濱理工大學 2010
[5]曲面復合材料工件超聲自動檢測中若干關鍵問題的研究[D]. 鄭慧峰.浙江大學 2009
[6]曲面工件自動超聲檢測中若干關鍵問題的研究[D]. 李雄兵.浙江大學 2008
[7]基于VI的鋼球表面裂紋電渦流檢測方法研究[D]. 丁建軍.武漢理工大學 2007
[8]曲面工件超聲自動檢測中若干關鍵技術研究[D]. 吳思源.浙江大學 2006

碩士論文
[1]厚壁鋼管缺陷水浸超聲檢測技術研究[D]. 孫昊昱.北京理工大學 2015
[2]超聲檢測聲場模擬[D]. 鄭威.機械科學研究總院 2014
[3]基于鋼管旋轉的漏磁超聲復合檢測方法與裝備[D]. 陳承曦.華中科技大學 2014
[4]中國軸承工業(yè)的發(fā)展與對外貿易研究[D]. 袁藝.河南農業(yè)大學 2013
[5]小波分析在超聲檢測信號處理中的應用研究[D]. 崔治.湖南大學 2012
[6]無縫鋼管超聲自動檢測關鍵技術研究[D]. 方文平.浙江大學 2010
[7]鋼管水浸超聲自動檢測的關鍵工藝參數[D]. 涂君.華中科技大學 2009
[8]三維表面形貌的評價技術及其應用基礎研究[D]. 吳松.南京航空航天大學 2007
[9]三維表面形貌的表征及潤滑特性的研究[D]. 方新燕.合肥工業(yè)大學 2006



本文編號：3248079