細徑棒材自動化相控陣超聲成像檢測技術(shù)的研究
發(fā)布時間:2021-05-20 21:30
細徑棒材作為重要的基礎(chǔ)性原材料,在國民經(jīng)濟、國防建設(shè)和高新技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。細徑棒材坯料中常常存在孔洞或夾雜物,在經(jīng)過鍛造和軋制等生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生各類缺陷,并且高溫、高壓和高速的工作環(huán)境以及交變載荷的作用將會加速缺陷的延展導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效,因而可能會產(chǎn)生嚴重的事故甚至造成人員傷亡。因此,必須采用先進的無損檢測手段對其質(zhì)量進行監(jiān)控。然而,在眾多無損檢測技術(shù)中,超聲無損檢測技術(shù)以其穿透性強、分辨率和檢測靈敏度高、攜帶信息豐富以及對人體安全無害等優(yōu)勢,已成為細徑棒材缺陷檢測及其質(zhì)量監(jiān)控最為有效的手段,并正朝基于待檢棒材機械平動和檢測聲束周向全覆蓋電子偏轉(zhuǎn)的復(fù)合式掃查相控陣超聲成像檢測方向發(fā)展。但對于橫向缺陷,采用聲束周向全覆蓋電子偏轉(zhuǎn)的掃查成像還存在諸多的技術(shù)挑戰(zhàn),而面對細徑棒材及帶油漆涂層的細徑棒材表面及近表面橫向缺陷,如何有效實施相控陣超聲成像檢測,仍有待進一步探索。為此,本論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目“圓柱類部件高性能自動化相控陣超聲成像檢測理論與技術(shù)的研究”(NO.51675480),提出開展細徑棒材自動化相控陣超聲成像檢測技術(shù)的研究。在了解國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 論文的研究背景與意義
1.1.1 研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢
1.1.2 存在的問題及對策分析
1.2 本文研究內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 細徑棒材相控陣超聲檢測理論基礎(chǔ)及系統(tǒng)總體方案
2.1 引言
2.2 圓柱類部件內(nèi)聲波信號傳播模型
2.2.1 圓柱坐標系下波動方程的建立與求解
2.2.2 圓柱介質(zhì)內(nèi)聲波的傳播特性
2.3 細徑棒材的缺陷種類及其檢測方法
2.4 細徑棒材自動化相控陣超聲成像檢測系統(tǒng)總體方案
2.4.1 功能目標
2.4.2 總體方案
2.5 本章小結(jié)
第三章 面向橫傷檢測的斜凹面相控陣超聲換能器優(yōu)化設(shè)計
3.1 引言
3.2 細徑棒材相控陣超聲成像檢測方式確定
3.2.1 常規(guī)掃查
3.2.2 復(fù)合式掃查
3.3 斜凹面相控陣超聲換能器的設(shè)計與優(yōu)化
3.3.1 斜凹面相控陣超聲換能器的方案設(shè)計
3.3.2 斜凹面相控陣超聲換能器聲場的計算
3.3.3 斜凹面超聲換能器參數(shù)的優(yōu)化
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于相控陣超聲成像的細徑棒材橫傷檢測技術(shù)
4.1 引言
4.2 疊層圓柱結(jié)構(gòu)中相控陣超聲波束的合成與控制
4.3 細徑棒材橫傷相控陣超聲成像檢測技術(shù)
4.3.1 細徑棒材橫傷的相控陣超聲檢測聲束聚焦法則
4.3.2 相控陣超聲檢測信號預(yù)處理及成像結(jié)果表征
4.4 本章小結(jié)
第五章 細徑棒材自動化相控陣超聲成像檢測系統(tǒng)
5.1 引言
5.2 系統(tǒng)研發(fā)
5.2.1 硬件模塊
5.2.2 軟件模塊
5.2.3 系統(tǒng)集成
5.3 實驗研究
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Φ50 mm鋼棒的超聲C掃描檢測方法研究[J]. 許萌,楊劍鋒,王巍. 機械研究與應(yīng)用. 2018(04)
[2]超聲縱波垂直入射波型轉(zhuǎn)換的討論[J]. 魏榮帥,鄧顯余. 無損檢測. 2018(02)
[3]大斷面軸承鋼棒材超快速冷卻工業(yè)化試驗[J]. 孫艷坤,張威,吳迪. 鋼鐵研究學(xué)報. 2017(03)
[4]一種精確計算換能器空間脈沖響應(yīng)的快速方法[J]. 董明,馬宏偉,陳淵,楊平,張廣明. 聲學(xué)學(xué)報. 2015(06)
[5]基于矩形換能器空間脈沖響應(yīng)的相控陣聲場研究[J]. 馬宏偉,董明,陳淵,張旭輝. 機械工程學(xué)報. 2014(18)
[6]航空復(fù)合材料先進超聲無損檢測技術(shù)[J]. 周正干,肖鵬,劉航航. 航空制造技術(shù). 2013(04)
[7]超聲無損檢測技術(shù)的研究進展[J]. 敬人可,李建增,周海林. 國外電子測量技術(shù). 2012(07)
[8]QNDE的核心科學(xué)與工程基礎(chǔ)進展(英文)[J]. Donald O.Thompson. 無損檢測. 2010(08)
[9]固體超聲聲速的脈沖反射法測量[J]. 張毅,蔡靈倉,畢延. 無損檢測. 2010(06)
[10]高速鋼軋輥在線棒材軋機應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 宮開令. 軋鋼. 2008(02)
博士論文
[1]管道環(huán)焊縫焊接缺陷相控陣超聲檢測系統(tǒng)研究[D]. 白世武.天津大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于合成孔徑聚焦算法的空心軸檢測研究[D]. 趙夢林.西南交通大學(xué) 2017
[2]棒材表面裂紋渦流檢測方法的研究[D]. 崔雨.東北大學(xué) 2011
[3]大型鍛件的超聲波檢測[D]. 康洪濤.重慶理工大學(xué) 2010
[4]電渦流檢測的正向問題研究及檢測系統(tǒng)的通信設(shè)計[D]. 武海鑫.浙江大學(xué) 2007
本文編號:3198461
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 論文的研究背景與意義
1.1.1 研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢
1.1.2 存在的問題及對策分析
1.2 本文研究內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 細徑棒材相控陣超聲檢測理論基礎(chǔ)及系統(tǒng)總體方案
2.1 引言
2.2 圓柱類部件內(nèi)聲波信號傳播模型
2.2.1 圓柱坐標系下波動方程的建立與求解
2.2.2 圓柱介質(zhì)內(nèi)聲波的傳播特性
2.3 細徑棒材的缺陷種類及其檢測方法
2.4 細徑棒材自動化相控陣超聲成像檢測系統(tǒng)總體方案
2.4.1 功能目標
2.4.2 總體方案
2.5 本章小結(jié)
第三章 面向橫傷檢測的斜凹面相控陣超聲換能器優(yōu)化設(shè)計
3.1 引言
3.2 細徑棒材相控陣超聲成像檢測方式確定
3.2.1 常規(guī)掃查
3.2.2 復(fù)合式掃查
3.3 斜凹面相控陣超聲換能器的設(shè)計與優(yōu)化
3.3.1 斜凹面相控陣超聲換能器的方案設(shè)計
3.3.2 斜凹面相控陣超聲換能器聲場的計算
3.3.3 斜凹面超聲換能器參數(shù)的優(yōu)化
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于相控陣超聲成像的細徑棒材橫傷檢測技術(shù)
4.1 引言
4.2 疊層圓柱結(jié)構(gòu)中相控陣超聲波束的合成與控制
4.3 細徑棒材橫傷相控陣超聲成像檢測技術(shù)
4.3.1 細徑棒材橫傷的相控陣超聲檢測聲束聚焦法則
4.3.2 相控陣超聲檢測信號預(yù)處理及成像結(jié)果表征
4.4 本章小結(jié)
第五章 細徑棒材自動化相控陣超聲成像檢測系統(tǒng)
5.1 引言
5.2 系統(tǒng)研發(fā)
5.2.1 硬件模塊
5.2.2 軟件模塊
5.2.3 系統(tǒng)集成
5.3 實驗研究
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Φ50 mm鋼棒的超聲C掃描檢測方法研究[J]. 許萌,楊劍鋒,王巍. 機械研究與應(yīng)用. 2018(04)
[2]超聲縱波垂直入射波型轉(zhuǎn)換的討論[J]. 魏榮帥,鄧顯余. 無損檢測. 2018(02)
[3]大斷面軸承鋼棒材超快速冷卻工業(yè)化試驗[J]. 孫艷坤,張威,吳迪. 鋼鐵研究學(xué)報. 2017(03)
[4]一種精確計算換能器空間脈沖響應(yīng)的快速方法[J]. 董明,馬宏偉,陳淵,楊平,張廣明. 聲學(xué)學(xué)報. 2015(06)
[5]基于矩形換能器空間脈沖響應(yīng)的相控陣聲場研究[J]. 馬宏偉,董明,陳淵,張旭輝. 機械工程學(xué)報. 2014(18)
[6]航空復(fù)合材料先進超聲無損檢測技術(shù)[J]. 周正干,肖鵬,劉航航. 航空制造技術(shù). 2013(04)
[7]超聲無損檢測技術(shù)的研究進展[J]. 敬人可,李建增,周海林. 國外電子測量技術(shù). 2012(07)
[8]QNDE的核心科學(xué)與工程基礎(chǔ)進展(英文)[J]. Donald O.Thompson. 無損檢測. 2010(08)
[9]固體超聲聲速的脈沖反射法測量[J]. 張毅,蔡靈倉,畢延. 無損檢測. 2010(06)
[10]高速鋼軋輥在線棒材軋機應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 宮開令. 軋鋼. 2008(02)
博士論文
[1]管道環(huán)焊縫焊接缺陷相控陣超聲檢測系統(tǒng)研究[D]. 白世武.天津大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于合成孔徑聚焦算法的空心軸檢測研究[D]. 趙夢林.西南交通大學(xué) 2017
[2]棒材表面裂紋渦流檢測方法的研究[D]. 崔雨.東北大學(xué) 2011
[3]大型鍛件的超聲波檢測[D]. 康洪濤.重慶理工大學(xué) 2010
[4]電渦流檢測的正向問題研究及檢測系統(tǒng)的通信設(shè)計[D]. 武海鑫.浙江大學(xué) 2007
本文編號:3198461
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