超聲檢測(cè)方法廣泛應(yīng)用于管、球的自動(dòng)無(wú)損檢測(cè),隨著產(chǎn)品質(zhì)量要求的提升,需要提高檢測(cè)的精度。為此,研究表面粗糙度對(duì)超聲探傷精度的影響,解決高精度檢測(cè)的工藝難點(diǎn)和不足,具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。首先系統(tǒng)研究了隨機(jī)粗糙表面不同特征參數(shù)對(duì)回波信號(hào)的影響,揭示出隨機(jī)粗糙表面微觀輪廓的均方根偏差增大與缺陷回波幅值減小之間的關(guān)系。以平底孔作為分層缺陷的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),建立了表面粗糙度修正的平底孔超聲檢測(cè)模型,揭示了不同粗糙度下缺陷檢測(cè)回波信號(hào)幅值和信噪比變化規(guī)律,提出了不同粗糙表面對(duì)應(yīng)分層缺陷超聲檢測(cè)精度的評(píng)價(jià)方法。通過(guò)建立兩種粗糙度修正的背對(duì)層面和正對(duì)層面裂紋超聲檢測(cè)模型,獲得了考慮層面粗糙度的固-液界面聲波反射、透射系數(shù),提出了表層裂紋缺陷超聲檢測(cè)精度的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)方法。分析表明,聲波在裂紋處的能量及回波信號(hào)幅值隨粗糙度增大明顯減弱,但背景噪聲只略微增大;正對(duì)層面粗糙度對(duì)裂紋回波信號(hào)幅值的影響比背對(duì)層面大;當(dāng)微觀輪廓均方根偏差小于15μm時(shí),兩個(gè)層面對(duì)裂紋回波信號(hào)幅值的影響均較小。針對(duì)上述研究結(jié)論,提出了一種基于小波變換的粗糙表面微裂紋超聲信號(hào)處理方法。為了解決高精度超聲檢測(cè)的工程難點(diǎn),系統(tǒng)研究了下列關(guān)鍵工... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

幾種不同粗糙表面二維微觀輪廓圖

仿真計(jì)算需要耗費(fèi)大量時(shí)間，而本方法中結(jié)合仿真計(jì)算和粗糙度修正的平底孔超聲檢測(cè)模型能夠比較準(zhǔn)確地估算出不同粗糙表面對(duì)應(yīng)的平底孔缺陷超聲檢測(cè)精度。2.4.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本小節(jié)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證粗糙度修正的平底孔超聲檢測(cè)模型預(yù)測(cè)粗糙表面下平底孔缺陷信噪比變化的準(zhǔn)確性。采用線切割加工方式加工粗糙實(shí)驗(yàn)樣板 4 塊，材料為 45#鋼，樣板尺寸均為 250mm×60mm×10mm，每塊樣板正面為粗糙表面，背面為光滑表面，編號(hào)設(shè)置為 a、b、c 和 d。在線切割過(guò)程中通過(guò)調(diào)整走絲速度以及脈沖電流大小可以獲得不同的粗糙表面，如圖 2.21(a)、(b)、(c)和(d)所示，通過(guò)表面粗糙度儀 PRSR200測(cè)試得到樣板粗糙表面輪廓均方根偏差 Rq 分別為 2.65μm、5.67μm、11.38μm 以及17.22μm，水平特征參數(shù)相關(guān)長(zhǎng)度 l 分別為 284μm、257μm、376μm 以及 313μm，均接近 300μm。對(duì)于每塊實(shí)驗(yàn)樣板的背面采用磨削加工，得到 Rq 值為 1.58μm 的磨削表面作為光滑表面。

以及橫波在背對(duì)層面都會(huì)形成聲波散射，對(duì)微裂紋缺陷檢測(cè)造成嚴(yán)重影響寬，缺陷信號(hào)幅值降低等。超聲探傷中利用一次反射波檢測(cè)工件背對(duì)層面裂紋，利用二次反射波檢測(cè)面裂紋，兩者聲波在傳播過(guò)程中受到不同的反射和折射影響，如圖 3.1 所的工件表面粗糙度對(duì)正對(duì)層面、背對(duì)層面裂紋檢測(cè)精度的影響也不盡相同面粗糙度對(duì)不同裂紋缺陷檢測(cè)精度的影響，本節(jié)主要針對(duì)背對(duì)層面裂紋來(lái)面粗糙度影響下的超聲檢測(cè)模型，同時(shí)結(jié)合仿真方法研究不同粗糙度下的裂紋超聲檢測(cè)精度。 正面粗糙，背面光滑-背面缺陷 (b) 正面光滑，背面粗糙-背面缺

【參考文獻(xiàn)】：
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