窄間隙自動焊具有焊縫寬度小、質(zhì)量高、焊接工期短等優(yōu)點(diǎn),目前在核電站主管道焊接領(lǐng)域已逐步替代傳統(tǒng)的焊條電弧焊。壓水堆核電站主管道焊縫通常使用雙晶縱波斜探頭進(jìn)行超聲檢測,與焊條電弧焊焊縫相比,聲波在窄間隙自動焊焊縫母材中的傳播距離較長,以壁厚66mm的離心鑄造奧氏體不銹鋼（Centrifugal Casting Austenitic Stainless Steel, CCASS）窄間隙自動焊焊縫為例,利用入射角為45°的雙晶斜探頭檢測深度30mm的缺陷時,聲波在母材中的傳播距離（37mm）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在焊縫中的傳播距離（5mm）。由于CCASS母材晶粒粗大,具有明顯的非均質(zhì)性及彈性各向異性,導(dǎo)致超聲發(fā)生聲束畸變和嚴(yán)重散射衰減,降低了檢測信噪比。鑒于數(shù)值模擬具有可視性好、參數(shù)調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn),可以有效模擬超聲波在材料中的傳播,通過與實(shí)驗研究相結(jié)合能夠提高檢測效率,對于超聲檢測研究具有重要意義�；诂F(xiàn)有建模主要針對焊縫,而母材建模研究較少的現(xiàn)狀,本研究針對牌號為Z3CN20-09M的CCASS材料,采用通用的Voronoi圖開展母材組織結(jié)構(gòu)建模研究,并利用有限差分法進(jìn)行超聲檢測數(shù)值模擬,主要內(nèi)容如下... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景與研究意義
    1.2 CCASS的超聲檢測
        1.2.1 CCASS焊縫超聲檢測的難點(diǎn)
        1.2.2 CCASS焊縫超聲檢測的實(shí)驗研究
        1.2.3 CCASS焊縫超聲檢測的模擬研究
    1.3 CCASS母材的晶粒建模
        1.3.1 結(jié)合EBSD技術(shù)的晶粒取向研究
        1.3.2 奧氏體不銹鋼晶粒建模的主要方法
        1.3.3 CCASS超聲檢測的有限差分法模擬
        1.3.4 CCASS超聲模擬仿真軟件簡介
    1.4 本課題研究內(nèi)容
2 非均質(zhì)彈性各向異性金屬材料的聲學(xué)性能
    2.1 超聲波在材料中的傳播特性
        2.1.1 聲速
        2.1.2 聲衰減系數(shù)
        2.1.3 信噪比
        2.1.4 檢測信號的頻譜分析
    2.2 多晶金屬材料的超聲散射
        2.2.1 晶粒度對超聲散射的影響
        2.2.2 晶粒取向?qū)Τ暽⑸涞挠绊?br>    2.3 彈性材料中超聲波的傳播
        2.3.1 彈性各向同性材料中超聲波的傳播
        2.3.2 彈性各向異性材料中超聲波的傳播
    2.4 本章小結(jié)
3 CCASS的實(shí)驗研究
    3.1 CCASS宏觀金相
    3.2 CCASS微觀金相
    3.3 CCASS聲學(xué)參數(shù)測量
    3.4 本章小結(jié)
4 CCASS模型的建立與模擬研究
    4.1 CCASS柱狀晶晶區(qū)建模
        4.1.1 CCASS柱狀晶晶區(qū)模型的建立
        4.1.2 CCASS柱狀晶晶區(qū)模型的驗證
    4.2 CCASS等軸晶晶區(qū)建模
        4.2.1 CCASS等軸晶晶區(qū)模型的建立
        4.2.2 CCASS等軸晶晶區(qū)模型的驗證
    4.3 CCASS母材模型的建模
        4.3.1 CCASS母材模型的建立
        4.3.2 CCASS模型的驗證
    4.4 CCASS模型的模擬研究
        4.4.1 不同探頭頻率的CCASS模型的模擬
        4.4.2 不同探頭頻率CCASS模型的模擬信號頻譜分析
        4.4.3 不同探頭直徑的CCASS模型模擬
    4.5 CCASS孔缺陷模型的模擬研究
        4.5.1 CCASS孔缺陷試塊檢測信號的頻譜分析
        4.5.2 不同直徑孔的CCASS缺陷模型的建立
        4.5.3 不同直徑孔的CCASS缺陷模型的驗證
        4.5.4 不同直徑孔的CCASS缺陷模型的模擬
    4.6 CCASS槽缺陷模型的模擬研究
        4.6.1 底面開口槽的CCASS缺陷模型的建立
        4.6.2 底面開口槽的CCASS缺陷模型的模擬與驗證
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]揭秘核電材料——核電站一回路主管道材料及其制備工藝[J]. 王永強(qiáng),楊濱,武煥春,韓軍,王西濤.  金屬世界. 2013(01)
[2]雙晶縱波斜探頭設(shè)計參數(shù)對聚焦區(qū)聲場特性定量影響分析[J]. 王敬釗,林莉,李喜孟.  無損探傷. 2012(04)
[3]窄間隙TIG全位置自動焊保護(hù)氣體選擇[J]. 郭彥輝,張偉棟,曹冬巍,白春淼,劉麗麗.  電焊機(jī). 2012(04)
[4]核電廠主管道現(xiàn)場窄間隙TIG自動焊組對精度的定量分析[J]. 郭利峰,王佺,董安.  核動力工程. 2012(02)
[5]厚壁鑄造奧氏體不銹鋼管道焊縫超聲相控陣檢測技術(shù)概述[J]. 林莉,楊平華,張東輝,趙天偉,楊會敏,李喜孟.  機(jī)械工程學(xué)報. 2012(04)
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[7]壓水堆核電站主回路管道窄間隙自動焊工藝研究[J]. 王海東,任偉,裴月梅,陳明.  電焊機(jī). 2010(08)
[8]多晶體材料微結(jié)構(gòu)的仿真與取向分布函數(shù)計算[J]. 李俊琛,李旭東,盛捷.  黑龍江科技學(xué)院學(xué)報. 2009(05)
[9]三維材料微結(jié)構(gòu)設(shè)計與數(shù)值模擬[J]. 任淮輝,李旭東.  物理學(xué)報. 2009(06)
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博士論文
[1]基于電子背散射衍射和納米壓痕技術(shù)的奧氏體不銹鋼微結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究[D]. 黃亞敏.武漢大學(xué) 2010
[2]FCC金屬冷加工織構(gòu)演變的晶體塑性有限元模擬[D]. 司良英.東北大學(xué) 2009
[3]基于時頻分析的粗晶材料超聲檢測技術(shù)與系統(tǒng)[D]. 張秀峰.清華大學(xué) 2005

碩士論文
[1]CCASS焊縫建模及超聲檢測數(shù)值模擬研究[D]. 趙歲花.大連理工大學(xué) 2011
[2]奧氏體不銹鋼組織超聲無損評價研究[D]. 張顏艷.南昌航空大學(xué) 2010
[3]奧氏體不銹鋼A304晶界特征與晶界強(qiáng)度的關(guān)系[D]. 鄭磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]基于Voronoi圖的空間關(guān)系研究及應(yīng)用[D]. 司海棠.南京航空航天大學(xué) 2009



本文編號：3226217