發(fā)布時間：2021-12-23 03:49

　　激光熔覆憑借其技術(shù)優(yōu)勢,已成為廢舊產(chǎn)品綠色再制造的重要手段之一,但實踐表明:激光熔覆再制造涂層應力及涂層、毛坯缺陷,是影響再制造零件服役性能和服役壽命的關(guān)鍵因素。本文采用超聲波無損檢測技術(shù),對激光熔覆再制造零件的缺陷及應力進行評價,實現(xiàn)評價結(jié)果定量化、提高評價結(jié)果可靠性。論文研究可為保障激光熔覆再制造產(chǎn)品質(zhì)量提供理論與技術(shù)支持,對建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會具有重要意義。本文采用數(shù)值模擬與實驗相結(jié)合的研究方法,探索激光熔覆再制造零件缺陷定位、定性、定量超聲無損評價方法;研究激光熔覆再制造涂層應力超聲無損評價方法;研究基于超聲波的缺陷、應力評價機理,探討影響缺陷與應力評價結(jié)果的內(nèi)在及外在因素。結(jié)合熔覆層內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),分析超聲波檢測信號噪聲產(chǎn)生的原因,探討信號消噪的原理及方法。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:研究了激光熔覆再制造零件缺陷類型超聲波檢測識別方法。建立超聲波檢測有限元模型,模擬了激光熔覆再制造毛坯材料中不同類型缺陷的散射聲場,通過分析散射聲場及缺陷回波信號傅里葉頻譜分析圖,提出了缺陷類型識別方法—缺陷A掃信號動態(tài)頻譜分析法。實驗結(jié)果表明:該方法可以準確地判別出激光熔覆再制造涂層及毛坯... 

【文章來源】：北京理工大學北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：167 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 超聲波檢測模擬仿真研究現(xiàn)狀
        1.2.1 解析法模擬仿真研究現(xiàn)狀
        1.2.2 數(shù)值法模擬仿真研究現(xiàn)狀
        1.2.3 半解析法模擬仿真研究現(xiàn)狀
    1.3 超聲波缺陷評價技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 超聲波應力評價技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.5 超聲波無損檢測信號處理技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.6 課題的來源及本文研究的主要內(nèi)容
        1.6.1 課題的來源
        1.6.2 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 激光熔覆再制造毛坯材料缺陷超聲檢測數(shù)值模擬
    2.1 固體介質(zhì)的波動方程
    2.2 波動方程的有限元解法
        2.2.1 波動方程的變分問題
        2.2.2 波動方程的有限元公式
    2.3 有限元分析時間步長和網(wǎng)格大小的選取
        2.3.1 網(wǎng)格大小
        2.3.2 時間步長
    2.4 邊界條件的推導及施加
        2.4.1 基于勢函數(shù)的應力人工邊界計算公式推導
        2.4.2 超聲波數(shù)值模擬應力人工邊界推導
        2.4.3 應力人工邊界實現(xiàn)
    2.5 激光熔覆再制造毛坯材料中超聲波傳播數(shù)值模擬結(jié)果
        2.5.1 碳素鋼中超聲波傳播數(shù)值模擬結(jié)果分析
        2.5.2 碳素鋼中常見缺陷散射聲場分析
        2.5.3 碳素鋼中常見缺陷定性分析
        2.5.4 碳素鋼中缺陷定性分析實驗研究
    2.6 本章小結(jié)
第3章 激光熔覆再制造試樣中超聲傳播及缺陷檢測數(shù)值模擬
    3.1 Fe314激光熔覆層顯微組織分析
    3.2 激光熔覆再制造試樣超聲檢測數(shù)學模型的建立
        3.2.1 理論模型
        3.2.2 聲場計算模型
        3.2.3 缺陷遠場散射模型
        3.2.4 橫通孔及裂紋缺陷回波預測及實驗驗證
    3.3 Fe314激光熔覆再制造涂層中聲場分析
        3.3.1 縱波直探頭輻射聲場分析
        3.3.2 橫波斜探頭輻射聲場分析
    3.4 激光熔覆再制造試樣中不同類型缺陷檢測實驗研究
        3.4.1 試樣制備及檢測工藝參數(shù)選擇
        3.4.2 實驗結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 超聲波檢測信號處理方法研究
    4.1 超聲波檢測信號噪聲分析
    4.2 超聲波檢測信號處理方法研究
        4.2.1 激光熔覆層超聲檢測信號消噪方法研究
        4.2.2 激光熔覆層表層缺陷超聲診斷方法研究
        4.2.3 超聲波應力檢測聲時差分析方法研究
    4.3 本章小結(jié)
第5章 激光熔覆再制造零件缺陷檢測實驗研究
    5.1 實驗方法及設(shè)備
    5.2 實驗結(jié)果及分析
        5.2.1 橫通孔缺陷評價實驗結(jié)果及分析
        5.2.2 裂紋缺陷評價實驗結(jié)果及分析
        5.2.3 缺陷評價影響因素研究
    5.3 超聲波無損檢測技術(shù)評價激光熔覆層缺陷結(jié)果驗證
        5.3.1 橫通孔缺陷定量評價結(jié)果驗證
        5.3.2 激光熔覆再制造齒輪缺陷檢測結(jié)果驗證
    5.4 本章小結(jié)
第6章 激光熔覆再制造涂層應力檢測實驗研究
    6.1 超聲波聲彈性理論
    6.2 激光熔覆再制造涂層應力評價實驗研究
        6.2.1 實驗材料及設(shè)備
        6.2.2 試樣的制備
        6.2.3 實驗方法
        6.2.4 Fe314激光熔覆層聲彈系數(shù)標定實驗結(jié)果與分析
    6.3 表面超聲波應力評價影響因素分析
        6.3.1 激光熔覆層微觀組織及未知殘余應力對應力評價的影響
        6.3.2 表面超聲波傳播時差計算精度對應力評價的影響
        6.3.3 加載時試樣變形對應力評價的影響
    6.4 表面超聲波檢測激光熔覆層應力結(jié)果驗證
        6.4.1 外加載荷作用下激光熔覆層應力檢測
        6.4.2 外加載荷為零時激光熔覆層應力檢測
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝
作者簡介



本文編號：3547720