發(fā)布時間：2021-10-05 09:45

　　腐蝕是化工、石化、煉油等過程裝備的主要失效方式之一,鍋爐、壓力容器、壓力管道等承壓特種設備的腐蝕狀況監(jiān)控,主要通過厚度檢測完成。常規(guī)超聲檢測技術受被測物形狀及溫度影響,存在一定局限性,并且由于目前檢測手段的限制,一般需要停工檢驗。激光超聲檢測技術可實現(xiàn)對超聲信號的非接觸式激發(fā)與接收,針對高溫條件及復雜測量環(huán)境具有一定應用價值。本文主要介紹了一種基于激光超聲的非接觸式高溫金屬厚度檢測技術,通過理論分析、有限元仿真、實驗分析進行研究。在理論分析部分,對激光激勵產(chǎn)生超聲波的機制以及縱波在材料中的傳播規(guī)律進行了介紹,分析了溫度變化對縱波傳播速度的影響,并且對縱波的光學探測方法進行了簡要說明。在有限元仿真部分,介紹了有限元仿真的基本原理,并且分析了材料參數(shù)、激光參數(shù)、網(wǎng)格劃分等因素對仿真效果的影響。在不同溫度下分別對不同厚度的金屬材料進行有限元仿真,通過繪制仿真波形的上下包絡線獲得了縱波沿模型厚度方向傳播的時間,并且根據(jù)理論分析中不同溫度下的縱波波速計算出了模型的仿真厚度,仿真厚度與實際厚度基本一致,為實驗分析提供了依據(jù)。在實驗分析部分,分別對不同溫度下不同厚度的金屬試件進行激光超聲實驗,獲得了... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

激光均勻輻照模型

圖 2. 2 激光局部輻照模型當一維模型中只有部分表面被輻照時，如圖2.2所示，在未被輻照的區(qū)域就會產(chǎn)生橫向約束[42]。在這種情況下，應力zz 與應變zz 的關系表示為： 23BTzzzz （2.15）式中， 為拉梅常數(shù)， 為剪切模量， B (23) 為體積模量。當材料表面沒有垂直方向的外部約束時，即 (z0)0zz ，那么由式（2.15）可得表面的非零應變zz 為： 23BT(z0)zz （2.16）若溫升區(qū)域的深度為 z

（2.21）圖 2. 3 正交力偶材料中某一點的熱膨脹由三個正交力偶組成，如圖2.3所示，偶極子的強度等于應力與體積的乘積[45]，可表示為：DDDBV112233 （2.22）圖 2. 4 膨脹中心在表面上的力偶極子當膨脹中心位于材料表面時，垂直于表面方向的凈應力為零，即 0(i1,2,3)i3 。若z 方向上熱彈激光源的厚度為零，則 D033 ，只存在水平偶極子11D 與22D ，如圖2.4所示。通常情況下，熱彈激光源存?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種用于柔順機構拓撲優(yōu)化的改進Sigmoid插值函數(shù)[J]. 高松松,田懷文,高智勇.  機械制造. 2018(10)
[2]基于特征線法和小波分析法的輸油管道泄漏檢測與定位[J]. 宋波凱,魏凱,劉彥豐,田昭宇,孫曙明.  精細石油化工進展. 2018(04)
[3]超聲導波檢測技術的發(fā)展、應用與挑戰(zhàn)[J]. 何存富,鄭明方,呂炎,鄧鵬,趙華民,劉秀成,宋國榮,劉增華,焦敬品,吳斌.  儀器儀表學報. 2016(08)
[4]斜入射激光超聲體波聲場的實驗研究[J]. 馬健,趙揚,孫繼華,張振振.  強激光與粒子束. 2015(09)
[5]電磁超聲檢測中高溫對橫波聲速的影響[J]. 虞雪芬,葉凌偉,夏立.  輕工機械. 2015(04)
[6]管道壁厚及焊縫缺陷激光超聲檢測技術[J]. 楊依光,趙鋒,王飛,焦書浩.  油氣儲運. 2015(07)
[7]互相關法在測試地下輸液(氣)管裂損位置中的研究與應用[J]. 張月強.  機械制造與自動化. 2015(01)
[8]超聲波檢測中的小波降噪[J]. 劉銳,胡鐵華,靳倩倩,張曉軍.  機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2015(01)
[9]無損檢測技術應用于鍋爐壓力容器檢驗的技術研究[J]. 孫政.  電子制作. 2015(02)
[10]鋁材管道管壁厚度對激光超聲信號影響的探究[J]. 王貴鑫,嚴剛,關建飛.  激光技術. 2014(02)

博士論文
[1]功能梯度材料中激光超聲波頻域特性的研究[D]. 洪軻.南京理工大學 2012
[2]層狀材料的激光超聲有限元模擬和神經(jīng)網(wǎng)絡方法反演材料參數(shù)的研究[D]. 許伯強.南京理工大學 2004
[3]激光超聲技術及其應用研究[D]. 何存富.清華大學 1995

碩士論文
[1]一類雙三次有理樣條分形插值及其在圖像處理中的應用[D]. 王航雨.山東大學 2017
[2]適用于不同類型樣品檢測的激光聲表面波技術及系統(tǒng)研究[D]. 李婷婷.天津大學 2016
[3]小波降噪在結構損傷識別中的應用[D]. 陳僑.華中科技大學 2015
[4]m序列及其采樣序列互相關特性研究[D]. 徐立平.解放軍信息工程大學 2015
[5]小波變換在圖像處理中的應用研究[D]. 王毅.西安電子科技大學 2015
[6]激光超聲無損檢測技術研究[D]. 程琳.電子科技大學 2007



本文編號：3419489