發(fā)布時(shí)間：2021-05-07 18:37

　　隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,金屬材料在工業(yè)生產(chǎn)中常處于惡劣的工作環(huán)境,其結(jié)構(gòu)表面難免受到不同程度的損傷,而工件壽命很大程度上取決于材料的表面性能。表面強(qiáng)化層對金屬零部件抗疲勞性能的提升起重要作用,而強(qiáng)化層厚度是評價(jià)強(qiáng)化層性能的重要指標(biāo)之一,因此有必要對強(qiáng)化層的厚度進(jìn)行無損檢測。為了實(shí)現(xiàn)金屬材料表面強(qiáng)化層厚度的快速無損檢測,一種新型的檢測方法—激光超聲表面波技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。激光超聲表面波因具有傳播距離遠(yuǎn)、檢測范圍廣、易于掃描等優(yōu)點(diǎn),克服了傳統(tǒng)超聲在惡劣環(huán)境（高溫、重載、腐蝕等）下的應(yīng)用制約,已經(jīng)成為了無損檢測領(lǐng)域重要的技術(shù)手段之一。論文研究了利用激光超聲表面波無損檢測38CrMoAl鋼表面滲氮層厚度的方法,主要包括以下幾個(gè)方面。首先,本文介紹了熱彈機(jī)制和燒灼機(jī)制下,激光激發(fā)聲表面波的原理。討論了對材料表面無損害的熱彈激發(fā)機(jī)制,根據(jù)固體介質(zhì)中的熱力學(xué)定律,分析了激光超聲的溫度場、位移場和應(yīng)力場。重點(diǎn)介紹了激光超聲表面波的基本特性,概括了激光超聲技術(shù)常用的傳感器法和光學(xué)法。其次,介紹了具有自動(dòng)掃描功能的激光超聲可視化系統(tǒng),其工作原理是激勵(lì)源產(chǎn)生脈沖激光,同時(shí)通過電動(dòng)小鏡控制脈沖激光掃描被檢測工... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 課題研究意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)
        1.3.1 激光超聲方法的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 滲氮層厚度的激光超聲表面波
    1.4 課題主要研究內(nèi)容
2 激光超聲表面波的理論基礎(chǔ)
    2.1 激光熱彈產(chǎn)生超聲波的基本理論
    2.2 聲表面波的基本性質(zhì)
        2.2.1 聲表面波的傳播特性
        2.2.2 聲表面波傳播的方向性
    2.3 激光超聲波的激發(fā)機(jī)制
        2.3.1 熱彈激發(fā)機(jī)理
        2.3.2 燒灼激發(fā)機(jī)理
        2.3.3 其他激發(fā)機(jī)理
    2.4 激光超聲波的檢測方法
        2.4.1 傳感器法
        2.4.2 光學(xué)法
    2.5 本章小結(jié)
3 激光超聲檢測系統(tǒng)
    3.1 激光超聲檢測系統(tǒng)
    3.2 設(shè)備構(gòu)成
        3.2.1 激光激勵(lì)單元
        3.2.2 數(shù)據(jù)采集單元
    3.3 基于LabVIEW的激光超聲可視化系統(tǒng)
4 基于激光超聲技術(shù)的表面波傳播深度的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)試樣制備與方法
        4.1.1 聲場互異性原理與可視化
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)試樣制備
        4.1.3 實(shí)驗(yàn)裝置與方法
    4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.2.1 可視化圖像
        4.2.2 典型A掃信號分析
        4.2.3 典型B掃信號分析
        4.2.4 可視化圖像帶通濾波
    4.3 本章小結(jié)
5 激光超聲技術(shù)檢測滲氮層厚度方法的研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)試樣制備與方法
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)試樣制備
        5.1.2 硬度法滲氮層厚度的測定
    5.2 激光超聲表面波法
        5.2.1 激光超聲設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)與實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.2 信號采集
    5.3 信號處理
        5.3.1 濾波器設(shè)計(jì)
        5.3.2 互相關(guān)函數(shù)
    5.4 速度拐點(diǎn)中心頻率與滲氮層厚度的關(guān)系
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電磁超聲檢測各向同性金屬材料的彈性模量及聲波模式轉(zhuǎn)換[J]. 趙軍輝,朱緒祥,沈宇平.  無損檢測. 2018(11)
[2]巴克豪森法測量不明顯的鋼淬火硬化層深度[J]. 付依丹,劉峰,蔡桂喜,張雙楠.  金屬熱處理. 2018(09)
[3]38CrMoAlA鋼制齒輪的氣體滲氮工藝[J]. 沈琳.  金屬熱處理. 2018(07)
[4]不同滲氮溫度下38CrMoAl鋼低氮?dú)浔葻o白亮層離子滲氮[J]. 陳堯,紀(jì)慶新,魏坤霞,胡靜.  中國表面工程. 2018(02)
[5]材料內(nèi)部缺陷的激光超聲反射橫波雙陰影檢測方法[J]. 孫凱華,沈中華,李遠(yuǎn)林,李建文,王增勇,孫朝明.  中國激光. 2018(07)
[6]激光超聲可視化圖像處理研究[J]. 朱洪玲,劉暢,張博,蔡桂喜.  中國激光. 2018(01)
[7]鋼鐵類零件表面滲氮后滲氮層深度的測定方法對比[J]. 楊遵道.  熱加工工藝. 2017(16)
[8]蘭姆波在搭接焊縫上的反射和透射[J]. 李陽,蔡桂喜,董瑞琪.  聲學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[9]氮化硅陶瓷彈性模量的空氣耦合超聲檢測[J]. 王興國,陳正林,吳南星,肖任賢.  應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[10]激光遠(yuǎn)場激發(fā)表面波在開口缺陷處的散射回波[J]. 王威,仲政,潘永東.  激光技術(shù). 2015(02)

碩士論文
[1]基于數(shù)字全息的激光超聲檢測信號接收及處理[D]. 趙景超.南昌航空大學(xué) 2016
[2]激光超聲非接觸檢測高溫金屬表面缺陷研究[D]. 張建炎.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]激光聲表面波及其與表面缺陷作用的有限元模擬[D]. 李健敏.南京理工大學(xué) 2006
[4]MEMS基片厚度的激光超聲測量技術(shù)研究[D]. 王永強(qiáng).西北工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號：3173873