板中垂直于表面裂纹超声检测的有限元模拟

建立了无限长板的具有吸收边界的二维平面应变有限元模型，对板中垂直于表面裂纹的超声无损检测进行了模拟。通过对纵、横波的分离和在全波场中对散射波的分离，清晰地显示了裂纹对脉冲超声波的散射和复杂的模式转换。模拟结果以波场快照形式给出，将有助于理解裂纹对超声波的影响，进而优化对此类裂纹的检测。     

表面开口裂纹超声表面波频谱法测量的数值模拟

建立了具有吸收边界的二维平面应变有限元模型,在研究了脉冲超声波在模型中激发和传播的基础上,利用表面波频谱法对不同深度的表面开口裂纹深度进行了测量。通过波场快照图观察了超声波的激发以及表面波在裂纹处的散射和波型转换过程。对透射波的信号进行了处理,得出裂纹深度和吸收频率的对应关系。     

喷涂层下基体疲劳裂纹的超声红外热成像检测

目的 验证一种喷涂层下基体疲劳裂纹红外热成像识别方法。方法 综合采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法,基于热波传导理论分析超声波激励下基体裂纹产生的热波与喷涂层裂纹产生的同频率热波,在向涂层表面传播过程中发生的叠加干涉效应,以及由此导致的表面热波相位偏移现象。采用数值模拟手段研究涂层裂纹热波与基体裂纹热波之间的叠加干涉规律,开展喷涂层下基体疲劳裂纹的超声红外热成像检测试验验证该方法的有效性。结果 受到脉冲超声波激励后,基体裂纹与涂层裂纹产生的热波向表面传导过程中会发生叠加干涉效应,并导致涂层表面热波相位发生偏移,低频热波相位偏移现象比高频热波更加明显。结论 采用涂层表面热波相位特征识别涂层下基体中的疲劳裂纹是一种可行且高效的方法。     

铝板表面缺陷的激光超声可视化检测

激光超声可视化检测技术是一种新型检测技术，与传统检测方法相比，该技术具有检测速度快、检测距离远、无检测盲区等优点。研究了一种基于超声信号峰峰值三维最大振幅及三维波场重建的检测算法，搭建了基于脉冲激光激励、压电探头接收超声信号的激光超声可视化检测系统，并对铝板表面裂纹缺陷进行检测。试验结果表明，激光超声可视化检测技术可快速检出铝板表面的裂纹缺陷，并且能够三维地显示表面裂纹的位置及大小信息，能够实时显示出三维超声波场的传播及反射情况。     

棒材中超声散射场的模拟及信号的识别

棒材是一种应用很广泛的型材,因此棒材的无损检测十分重要。提出一种脉冲超声场模拟的方法,模拟了玻璃棒中的超声波散射声场。通过与动态光弹实验结果比较,解释了圆棒的超声检测中散射波（如瑞利波）的形成机理。在此基础上,用单换能器采集圆棒中的连续回波信号并对信号做相关处理,仅需测量一次棒材的回波信号就可以计算其力学性能结果。该方法对棒材探伤和力学性能评价等方面有很大用途。     

爬波在无损检测中的应用

由于爬波受工件表面粗糙的影响不大,同时具有对表面和近表面缺陷非常敏感的优点,使爬波检测成为常规超声波检测的有力补充。综合目前国内外的研究进展,列举了爬波在支柱瓷绝缘子、焊缝和螺栓裂纹等检测方面的应用,所有实例均表明爬波检测在这些方面的有效性。随着爬波理论研究的深入和检测仪器的发展,爬波在无损检测领域的应用必将越来越广泛。     

基于最快衍射波时差法的实时定量化疲劳裂纹监测(英文)

由于受循环载荷及长期极端环境的作用,飞机的金属结构常会产生疲劳裂纹,进而对飞机结构造成严重破坏。疲劳裂纹的位置和尺寸定量化监测对于飞机制造商以及飞机维护人员具有十分重要的意义,因为它可以大幅度地提高飞机结构的安全性和可靠性,并降低飞机的维护成本。近年来,在疲劳裂纹的大致位置监测方面国内外的研究人员已经取得了较大的进展。但是疲劳裂纹的尺寸监测仍是一个具有挑战性的问题。发展了最快衍射波时差法来定量化监测疲劳裂纹的尺寸。最快衍射波时差法用一个粘接在结构表面的传感器网络激励和接收超声波信号,当超声波经过裂纹尖端时会产生衍射波,然后通过所提出的先进算法分析接收到的衍射波信号就可以获得裂纹的位置和尺寸等信息。结果表明,用最快衍射波时差法获得的裂纹尺寸与裂纹的真实尺寸非常接近。     

游乐设施主轴的原位检测方法

研究了从端面入射超声波对轴类工件关键应力区域的原位检测方法。主要采用小角度纵波和横波对工件进行检测。用ABAQUS软件模拟了实际检测时值得注意的波型转换问题,同时用工件大端角代替裂纹的端角来模拟开口类缺陷与超声波作用后的波场。利用简单实用的缺陷定位程序可实现对检测缺陷的辅助定位。     

超声测定表面开口裂纹的深度

在役设备上如果发现有表面开口裂纹,就希望知道其深度,因此测深受到人们的关注.入射的超声波会在表面开口裂纹的尖端产生衍射波,利用衍射波来测定表面开口裂纹的深度,国内外已有许多文献报道.本文提出的利用探头间距固定的收发式探头测深,方法简便、实用,适于现场应用.1 理论分析裂纹尖端产生的衍射波是非常弱的,为了提高信噪比和容易识别衍射波,我们采用了收发探头间距固定的方案.     

钢轨轨底斜裂纹的超声导波散射特性

钢轨轨底斜裂纹的超声导波散射特性是超声导波检测钢轨轨底技术的基础。首先对钢轨轨底导波传播特性及激发频率对导波散射特性的影响进行了数值分析,再进一步基于ABAQUS软件建立了钢轨轨底不同角度斜裂纹散射特性的有限元模型,对横向振动模态和垂直振动模态下钢轨轨底不同角度斜裂纹的散射特性进行了分析。数值分析和波场快照显示,横向振动模态较垂直振动模态下超声导波在钢轨轨底斜裂纹上的频散相对严重,垂直振动模态下导波检测钢轨斜裂纹效果更好,为后续钢轨轨底导波检测试验提供了理论基础。     

基于超声散射法的微小缺陷及近表面缺陷的检测

针对常规超声检测法存在对(?)1.0 mm以下的微小缺陷漏检及近表面检测存在盲区的问题,提出一种超声垂直发射背向散射的检测方法。分析了散射模式的声场传播特性,阐明了该模式的检测原理。通过对不同类型和尺寸的人工缺陷检测,分析了该散射方法的检测信号、检测灵敏度及成像图形;通过有限元分析,对散射波声场分布的可靠性进行了验证。结果表明,超声散射法能够识别常规超声检测方法容易漏检的微小缺陷及无法辨别的近表面缺陷,可有效检测(?)0.4 mm的微小缺陷及埋藏深度1.0 mm的近表面缺陷。     

Defect detection using ultrasonic arrays: The multi-mode total focusing method

Ultrasonic arrays allow a given scatterer to be illuminated from a wide range of angles and hence are capable of extracting significant information about the scatterer. In this paper a general imaging methodology, termed multi-mode total focusing method, is proposed in which any combination of modes and reflections can be used to produce an image of the test structure. Like the total focusing method, this approach is implemented by post-processing the full matrix of array data to achieve a synthetic focus at every pixel in the image. A hybrid model is used to predict the array data and demonstrate the performance of the multi-mode imaging concept. This hybrid model combines far field scattering coefficient matrices with a ray-based wave propagation model. This allows the inclusion of longitudinal waves, shear waves and wave mode conversions. It is shown that, with prior knowledge of likely scatterer location and orientation, the mode combination and array location can be optimised to maximise the performance of array inspections. A practically relevant weld inspection application is then described and its optimisation is discussed.     

Ultrasonic wave intensity reflected from fretting fatigue cracks at bolt joints of aluminum alloy plates

The in-process ultrasonic measurement was carried out during fatigue testing of the bolted aluminum alloy 2024-T3 plates by using a water bag to obtain the surface acoustic wave (SAW) reflected from a fretting fatigue crack. The echo reflected from the fretting fatigue crack was detected at a position 1.5–2.1 mm ahead of the bolt hole under fastened conditions. In the fatigue process, the intensity of the scattering wave gradually increased in the fretted region ahead of the bolt hole with the number of fatigue cycles, and then a steep increase in the scattering wave intensity was observed. Relationships between the crack length and the average and the peak intensities were also obtained, and the average and peak intensities increased with the crack length. A relationship between the average intensity of the scattering wave and the surface roughness was also obtained. Experimental results suggested that appearance of a fretting fatigue crack in the fretted region caused a steep increase in the scattered wave intensity.     

电磁连铸高频调幅磁场对铸坯表面温度的影响

建立电磁软接触连铸结晶器内三维电磁场和温度场计算模型,研究采用方波和正弦波调幅后的高频调幅磁场对铸坯表面温度的影响。结果表明:方波和正弦波调幅磁场的感应热功率都与调幅波频率无关。方波调幅磁场的感应热功率(Q)介于单独施加用于调幅的两个恒幅磁场的感应热功率(Q1和Q2)之间,在Q1和Q2确定后,调幅磁场的感应热功率取决于各自作用时间T1和T2的相对比例;正弦波调幅磁场产生的感应热功率是高频磁场调幅前感应热功率的62%～64%。     

Finite element modelling of the scattering of ultrasonic waves by isolated flaws

A two-dimensional finite element model with absorbing boundary conditions has been developed to investigate the scattering of ultrasonic waves in infinite isotropic solids. The model is capable of showing a complex mode-conversion, when a short duration sinusoidal pulse interacts with a flaw. The emphasis is on narrow crack-like defects, cylindrical and spherical holes of size equal to the wavelength of the incident wave. The results, which are presented in the form of snapshots and scattering cross-sections, assist in understanding wave–flaw interaction, especially mode-conversion of the incident field and optimizing the ultrasonic NDT.     

爬波检测及其应用

爬波是一种在材料的表面下传播的压缩波,对表面和近表面缺陷非常敏感。近年来,随着爬波理论研究的深入,爬波在无损检测领域应用也越来越广泛。阐述了爬波产生的机理和爬波探头的设计参数,重点介绍了爬波检测在焊接接头、粗晶材料和陶瓷材料上的应用。所有检测案例均表明爬波无损检测具有广泛的应用前景。     

软接触电磁连铸对铸坯表面质量的影响

为改善铝基复合材料铸坯的表面质量,采用割缝式结晶器并在初始凝固区域分别施加等幅高频磁场和调幅磁场进行软接触电磁连铸实验。结果表明,施加等幅高频磁场能够有效提高铸坯的表面质量,随着输入电流从30 A增加到80 A,铸坯表面质量提高,得到表面光洁的铸坯,而施加高频调幅磁场,铸坯表面光亮度提高,但铸坯表面会出现周期性的振痕,且振痕出现的频率与调幅波的频率有关,频率越高,振痕的间隔就越小。     

超声表面SH波的特性评价：国外超声检测新动态

概述超声表面SH波的声场特性、声参数测定方法和检测灵敏度的影响因素及其评价,希望对国内普及表面SH波工业检测、开辟超声新技术起启发作用。     

高频调幅磁场下无结晶器振动电磁连铸技术的实验研究

研制了可以产生方波、正弦波及三角波3种波形高频调幅磁场发生器，并对其在结晶器内产生的磁场进行了测量．进行了3种波形高频调幅磁场下的无结晶器振动电磁连铸实验，结果表明：在方波、三角波和正弦波调幅磁场作用下的无结晶器振动电磁连铸过程中，当调制波频率略低于系统固有频率时，弯月面与结晶器壁间断接触距离最大，保护渣润滑效果最好，连铸过程拉坯阻力最小，连铸坯表面质量相对较好；在3种高频调幅磁场中，与三角波和方波相比，正弦波较易于减小拉坯阻力和改善铸坯表面质量。