本文關(guān)鍵詞：PA-SAFT成像技術(shù)裂紋定量研究

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【摘要】：裂紋定量對于保證構(gòu)件安全運(yùn)行具有重要意義,超聲法對裂紋定量有明顯優(yōu)勢。其中,相控陣超聲技術(shù)(Phased Array Ultrasonic Technology, PAUT)具有聲束動態(tài)可調(diào)、可達(dá)性好、檢測效率高、缺陷成像直觀等優(yōu)點(diǎn),已成為裂紋定量無損檢測領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。但由于其聚焦焦柱覆蓋范圍有限,實(shí)際“盲檢”進(jìn)行裂紋高度定量的過程中,不易捕捉到裂紋尖端回波,導(dǎo)致裂紋漏檢。合成孔徑聚焦技術(shù)(Synthetic Aperture Focusing Technology, SAFT)與PAUT結(jié)合的PA-SAFT技術(shù),可實(shí)現(xiàn)空間逐點(diǎn)聚焦,有助于精確確定裂紋尖端位置,從而實(shí)現(xiàn)裂紋精準(zhǔn)定量。本課題采取模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法,針對厚度55.00mmm碳鋼試塊中的埋藏和底面開口型裂紋,使用5MHz64陣元線陣換能器進(jìn)行電子掃查,開展PAUT和PA-SAFT裂紋定量對比研究。主要研究內(nèi)容如下：(1)對于透壁高度為10.00mm、8.00mm、4.00mm、2.00mm和1.00mm的埋藏型裂紋,通過確定PAUT和PA-SAFT成像中裂紋上、下尖端能量極大值位置實(shí)現(xiàn)裂紋定量。結(jié)果表明,對于傾角為0.00°的裂紋,PAUT(聚焦深度35mm)高度定量誤差絕對值最大為0.15mm,PA-SAFT誤差絕對值最大僅0.02mm；對于傾角0.00。、15.00°、30.00°、45.00°、60.00°和75.00°的裂紋進(jìn)行角度定量,PAUT定量誤差絕對值最大為12.05°,PA-SAFT誤差絕對值最大為4.41°。(2)對于透壁高度為10.00mm、8.00mm、4.00mm、2.00mm和1.00mm的底面開口型裂紋,首先以傾角0.00°的裂紋為例,針對裂紋下尖端回波與底面回波發(fā)生混疊的問題,嘗試采用最小能量法確定裂紋下尖端位置,從而實(shí)現(xiàn)裂紋定量。進(jìn)一步對傾角15.00°、30.00°、45.00°、60.00°和75.00°的裂紋,使用-6dB法確定下尖端位置,從而實(shí)現(xiàn)裂紋角度定量。結(jié)果表明,對于傾角0.000的裂紋,PAUT(聚焦深度55mm)高度定量誤差絕對值最大為0.13mm,且無法對高度1.00mm裂紋定量；PA-SAFT定量誤差絕對值最大為0.05mm,對高度1.00mm裂紋的定量誤差為0.02mm。對于傾角15.000、30.00°、45.00°、60.00°和75.00°的裂紋進(jìn)行角度定量,PAUT定量誤差絕對值最大為4.980,PA-SAFT誤差絕對值最大為3.68°。
【關(guān)鍵詞】：相控陣超聲檢測 PA-SAFT 裂紋 高度 傾斜角度
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG115.28
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 研究背景9
• 1.2 裂紋高度超聲檢測方法9-12
• 1.2.1 裂紋高度超聲定量標(biāo)準(zhǔn)概述9-10
• 1.2.2 常規(guī)超聲檢測方法10-11
• 1.2.3 相控陣超聲檢測方法11-12
• 1.3 裂紋高度定量PA-SAFT檢測方法12
• 1.4 PA-SAFT技術(shù)裂紋高度定量研究現(xiàn)狀12-16
• 1.5 本文研究內(nèi)容16-18
• 2 PAUT和PA-SAFT檢測技術(shù)18-27
• 2.1 PAUT技術(shù)概述18-23
• 2.1.1 原理18-19
• 2.1.2 換能器陣列形式19-20
• 2.1.3 掃描模式20
• 2.1.4 顯示模式20-22
• 2.1.5 聚焦方式及聚焦原理22-23
• 2.2 PA-SAFT技術(shù)概述23-26
• 2.2.1 原理23-24
• 2.2.2 算法及建模24-25
• 2.2.3 分辨率25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 3 研究條件及檢測參數(shù)設(shè)置研究27-34
• 3.1 CIVA軟件27
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備27-28
• 3.3 試塊及缺陷28-30
• 3.3.1 埋藏型裂紋試塊及缺陷28-29
• 3.3.2 底面開口型裂紋試塊及缺陷29-30
• 3.4 PAUT聚焦參數(shù)設(shè)置研究30-32
• 3.5 PA-SAFT檢測參數(shù)設(shè)置研究32-33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 4 埋藏型裂紋定量檢測對比研究34-45
• 4.1 PAUT定量研究34-38
• 4.1.1 不同透壁高度裂紋34-36
• 4.1.2 不同傾斜角度裂紋36-38
• 4.2 PA-SAFT定量研究38-43
• 4.2.1 不同透壁高度裂紋38-40
• 4.2.2 不同傾斜角度裂紋40-43
• 4.3 對比分析及討論43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 5 底面開口型裂紋定量檢測對比研究45-59
• 5.1 PAUT定量研究45-51
• 5.1.1 不同透壁高度裂紋45-47
• 5.1.2 不同傾斜角度裂紋47-51
• 5.2 PA-SAFT定量研究51-57
• 5.2.1 不同透壁高度裂紋51-53
• 5.2.2 不同傾斜角度裂紋53-57
• 5.3 對比分析及討論57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況65-66
• 致謝66-67

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：906507