圓柱形金屬零件是工業(yè)中重要的承載部件,在工程實際中零件的表面往往會產(chǎn)生微裂紋,對零件的性能和壽命產(chǎn)生嚴重的影響。傳統(tǒng)無損檢測方法基本屬于接觸式檢測,其存在著無法適應高溫、腐蝕性等惡劣環(huán)境的不足。激光超聲無損檢測技術是近些年發(fā)展起來的一項無損檢測技術,其具有非接觸、無損傷、高的時間和空間分辨率等優(yōu)點,已經(jīng)成為了無損檢測領域研究的熱點之一。本文基于激光超聲技術研究了帶涂層圓柱形零件表面缺陷的激光超聲特性,主要的研究內(nèi)容如下:本文首先基于基本熱彈性理論分析了在金屬圓柱表面激光超聲激發(fā)的基本原理,并且闡述了激光超聲無損檢測技術的基本方法以及激光超聲有限元分析的基本理論。為了研究帶涂層圓柱表面缺陷的激光超聲特性,建立了帶涂層圓柱形零件的有限元模型,對表面涂層對超聲表面波信號的影響、表面缺陷與超聲波信號之間的關系展開了數(shù)值模擬研究。為了研究金屬表面涂層的影響,建立了在不同涂層厚度下金屬圓柱形零件有限元模型,對有無涂層時金屬圓柱表面的溫度場、位移場結(jié)果進行了分析。當有涂層存在時,由于材料熱物理參數(shù)的差異,其溫度場分布存在著較大的區(qū)別。位移場的結(jié)果表明,金屬鎳涂層會使超聲表面波信號中存在頻散現(xiàn)象。同時... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光超聲技術發(fā)展歷程
        1.2.2 激光超聲無損檢測研究現(xiàn)狀
    1.3 課題主要研究工作及結(jié)構(gòu)安排
2 激光超聲波的激發(fā)與缺陷檢測基本原理
    2.1 層狀材料激光超聲基本熱彈理論分析
    2.2 激光超聲表面缺陷檢測方法
        2.2.1 飛行時間散射法
        2.2.2 掃描激光源法
        2.2.3 投捕法
        2.2.4 激光超聲信號的探測方法
    2.3 激光超聲的有限元分析
        2.3.1 激光超聲有限元法基本理論
        2.3.2 有限元單元與時間步長選擇
    2.4 本章小結(jié)
3 帶涂層金屬圓柱表面激光超聲數(shù)值模擬
    3.1 線源激光熱-結(jié)構(gòu)耦合模型
        3.1.1 數(shù)值模型的建立
        3.1.2 激光和材料有關參數(shù)
        3.1.3 有限元網(wǎng)格的劃分與時間步長選取
    3.2 激光作用下瞬態(tài)溫度場分析
        3.2.1 無涂層時溫度場結(jié)果分析
        3.2.2 帶涂層時溫度場結(jié)果分析
    3.3 激光在圓柱零件表面激發(fā)的超聲表面波分析
        3.3.1 無涂層時激發(fā)超聲表面波信號分析
        3.3.2 帶涂層時激發(fā)超聲表面波信號分析
    3.4 涂層對激發(fā)超聲表面波信號的影響
        3.4.1 涂層對于聲表面波時頻域信號的影響
        3.4.2 涂層對表面瑞利波波速的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 激光與金屬圓柱表面缺陷相互作用機理分析
    4.1 不帶涂層時表面缺陷與激光超聲表面波信號作用規(guī)律
        4.1.1 缺陷對超聲表面波時頻域信號影響
        4.1.2 缺陷深度與表面反射信號之間的關系
        4.1.3 缺陷與透射信號之間的關系
    4.2 帶涂層時表面缺陷與激光超聲表面波信號作用規(guī)律
        4.2.1 缺陷對超聲表面波時頻域信號影響
        4.2.2 缺陷深度與表面反射信號之間的關系
        4.2.3 缺陷與透射信號之間的關系
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3255239