相控陣超聲無損檢測技術由于具有聲束柔性化合成與自適應控制能力,可滿足復雜結構、近端面和近表面缺陷的檢測應用需求,能有效減少檢測死區(qū)和盲區(qū),加之其動態(tài)聚焦能力使得成像檢測性能大幅度提升。因此,該技術已成為目前無損檢測領域研究和應用的熱點之一。然而,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,盡管相控陣超聲無損檢測技術取得了飛速的發(fā)展,但隨著應用范圍的不斷擴展及工業(yè)檢測對象和需求的多樣化,該技術在理論、技術和應用等層面上都有待進一步深化研究。實際上,相控陣超聲無損檢測技術的有效實施還有賴于換能器的優(yōu)化設計及聲束合成控制參數(shù)的合理選擇,而聲場建模及其檢測重建技術分別構成了該技術研究的理論和應用基礎。但現(xiàn)有的聲場理論建模主要是針對均勻介質(zhì)而展開,并且聲場檢測重建方法也存在自動化程度不高、檢測結果表征不友好等問題�；谝陨媳尘�,在國家自然科學基金項目“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的研究”(No.51675480)的資助下,本學位論文提出開展相控陣超聲場建模及其自動化檢測技術研究。在了解相控陣超聲無損檢測技術、聲場建模及其檢測重建方法的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,明確相關技術所面臨的挑戰(zhàn)與問題的基礎上,重點開...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖21超聲波傳播示愈圖

聲壓函數(shù)可以表達為??（＼１／２??ｐ（ｒ，ｔ）＝以?（２－４）??Ｖ?Ｊ??其中，凡是關于波數(shù)々的函數(shù)，可以通過式（２－２）、式（２－３）和式（２－４）進行求解。式（２－４）??是簡單線源的聲壓分布函數(shù)，是后續(xù)計算聲場模型的基礎。??２）矩形陣元的聲壓分布??相控線性陣列中的單....

圖２．２相控陣波束合成控制示意圖??圖２．２（ｂ）所示是相控陣波束聚焦的原理示意圖，最先激勵兩側的陣元，然后以一??

最終實現(xiàn)柔性地控制聲場波束。常見的波束合成方法是通過給陣元加以固??定的激勵延時量而形成波束聚焦和偏轉｜７５］。??如圖２．２（ａ）所示是相控陣波束偏轉的原理示意圖，通過順序脈沖激勵陣列陣元實??現(xiàn)相控陣波束的相位控制。改變激勵脈沖的時間序列，就可以使聲束傳播的方向重新??定向到....

圖2.4均勻介返

如圖２．５所示，為疊層結構中相控陣超聲場聲壓的幾種情況。具體的仿真參數(shù)為：??第一層介質(zhì)水，厚度為２０ｍｍ，聲速１５００ｍ／ｓ，第二層介質(zhì)為鋼，聲速５９００ｍ／ｓ?（模擬??水浸式檢測環(huán)境）？，陣元中心頻率為５ＭＨｚ，陣元數(shù)量３２個，陣元長度為１０ｍｍ，陣元??寬度為０．４ｍｍ，....

圖2乃盛層結構中的聲場分布

：１０?２０?３０?－ＪＯ?５０?／＜？?ＴＯ?ｘ〇?｜〇?；〇?ｔｏ?４０?ｆ〇?ｍｉ?７０?Ｗ）??／ｉｍｉｎ）?Ｚ（ｍｍ＞??⑷波束無偏轉、聚焦４０ｍｍ處?（ｂ）波束偏轉４０°、聚焦４０ｍｍ處??圖２．４均勻介質(zhì)中的聲場分布??如圖２．５所示，為疊層結構中相控陣超聲場聲壓的....

本文編號：3898836