【摘要】：超聲波作為一種檢測手段,其研究起源于第一次世界大戰(zhàn)期間對水下目標(biāo)的偵察。經(jīng)過近百年的長足發(fā)展,超聲檢測與日新月異的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)緊密結(jié)合,不斷滋生出新的內(nèi)涵,拓展出廣闊的外延。在工業(yè)無損檢測領(lǐng)域,近年來的一個研究熱點(diǎn)就是超聲相控陣檢測技術(shù)。超聲相控陣在國外主要集中在航空航天、建筑工業(yè)、制造業(yè)等諸多領(lǐng)域,在我國尚處于起步階段。2016年10月1日發(fā)布實(shí)施了GB/T32563-2016《超聲檢測·相控陣超聲檢測方法》國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。測量不確定度表示測量結(jié)果的可信任度,它是與測量結(jié)果密切相關(guān)的參數(shù),適用于給出測量量值的各個領(lǐng)域,同樣適用于無損檢測技術(shù)中給出量值的那些方法。目前,多數(shù)無損檢測機(jī)構(gòu)并未對檢測數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行分析、計算其不確定度。因此,檢測結(jié)果的報告仍然不夠科學(xué)。超聲相控陣檢測在國外醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)領(lǐng)域都已發(fā)展成熟,國內(nèi)無損檢測領(lǐng)域不確定度評定主要集中在常規(guī)超聲檢測,基于相控陣檢測研究甚少;在理論研究方面,詳述了超聲相控陣檢測原理,掃描方式,常見裂紋、氣孔類缺陷定量方法。主要創(chuàng)新點(diǎn):在國內(nèi)首次提出基于超聲相控陣檢測的不確定度評定研究;在常規(guī)基于AATT法測裂紋深度基礎(chǔ)上,結(jié)合尖端差值法測裂紋深度,并做對比,進(jìn)一步深化對相控陣定量的研究。工件設(shè)計方面,依據(jù)NB/T47013-2015及其他相關(guān)檢驗檢測標(biāo)準(zhǔn)選擇課題實(shí)驗工件的材質(zhì)、板厚,綜合考慮常見缺陷的尺寸、類型;實(shí)驗研究階段,通過相控陣扇形掃查不同類型人工預(yù)置模擬裂紋、氣孔類缺陷,測量模型分析,并進(jìn)行測量結(jié)果分析與整合。缺陷定量不確定度分析階段,建立數(shù)學(xué)模型,分析不確定度來源,各影響因素標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評定,并分別進(jìn)行裂紋深度、長度,氣孔深度、直徑,擴(kuò)展不確定度評定,得出擴(kuò)展不確定度值,結(jié)果表明,超聲相控陣檢測裂紋深度不確定度值偏大,由于人工預(yù)置缺陷的局限性,裂紋屬開口型,及其裂紋自身長度因素等,使二次波入射到缺陷處端角影響較大,測量結(jié)果偏差較大。依據(jù)JJF1338-2012《相控陣超聲探傷儀校準(zhǔn)規(guī)范》人工缺陷成像的橫向及縱向幾何尺寸測量誤差一般不超過±5%,本課題測量裂紋長度及氣孔類缺陷,缺陷誤差較小,精確度較高。課題基于Q235鋼板超聲相控陣檢測不確定度研究,既填充了在國內(nèi)超聲相控陣檢測在測量不確定度方向的研究空缺,又有力證明了無損檢測領(lǐng)域測量結(jié)果的可信任度,對以后超聲相控陣檢測在常規(guī)工業(yè)檢測中測量結(jié)果的精確度提供有力依據(jù)。
【圖文】：

擴(kuò)展不確定度評定流程圖

圖 2-2 探頭橫截面[52]陣探頭聲場分為兩個區(qū)域，同常規(guī) A 型超聲波探頭聲場一樣：近場和遠(yuǎn)場接近探頭區(qū)域的近場聲壓交替出現(xiàn)極大值、極小值。近場距離為 N，即超一次出現(xiàn)最大聲壓的位置到探頭表面的距離[52]。遠(yuǎn)場是近場距離以外的區(qū)徑逐漸擴(kuò)大，聲能逐漸衰減，，聲壓會隨著降低為零。近場距離是晶片尺寸、被測材料的聲速共同作用的表示函數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG142.15

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2526233