表面开口裂纹高度的超声无损测定

介绍了超声端点衍射法在表面开口裂纹高度中测定原理,自行设计了测量方案,试验运用K=1,1．5,2,2．5的探头分别对高度为2,3,5,7,9,11,13,15,17,20mm的裂纹进行了超声测量,结果表明K=1时,具有最高的测量精确度,且随着K值的增大,测量误差呈增大趋势;对于不同高度的裂纹,运用衍射法测量的平均误差波动较小,说明衍射法具有高度选择性,对于高度越大的裂纹,测量越准确。     

埋藏裂纹高度的超声无损测定

埋藏裂纹由于其隐蔽性，往往对在役零件造成不可预知的灾难性后果，因此对它的检测和高度的测量就显得尤为重要。本文介绍了裂纹端点反射法和波型转换法在垂直埋藏裂纹高度的测量原理，实验验证了这两种方法的可行性，两种方法的误差都在1mm之内，相对于波形转换法，端点反射法具有更高的精确度，当裂纹缺陷为5～7mm时，两种测量方法准确度较高，最后给出了达到更高精确度的条件。     

小波分析在裂纹型缺陷超声无损定量检测中的应用研究

根据超声检测的基本原理,建立了缺陷深度定量识别模型,结合超声信号自身的特点,应用具有多分辨率分析能力的小波方法对超声信号进行处理,提出了超声信号小波分析基函数的选择以及分解最大尺度的确定方法。对超声信号进行小波压缩,发现处理后的信号比原始波形更能体现出缺陷波的时域特征,提出了缺陷小波特征峰的概念,根据该特征峰所对应的时域位置建立了缺陷深度的物理测算方法。     

钢板表面微裂纹的超声锁相热像检测技术研究

为了提高超声锁相热像技术(ULT)的检测效率并获得最佳检测结果,对超声波调制、热图序列处理和检测参数选择进行了研究。阐述了超声锁相热像技术的检测原理,进行了理论分析;建立了ULT的检测系统,采用幅值方波调制的超声波对试件进行激励,利用红外热像仪记录热图,通过锁相处理得到试件表面热波的相位图和幅值图,利用幅值图和相位图实现钢板表面微裂纹的检测。结果表明：对于A3钢板材料,调制频率选择0.5Hz,接触压力仅需保证激励试件时激励头与试件接触不脱离,约0.25kN,激励头与表面微裂纹的距离对检测结果几乎无影响,激励位置可根据试件结构而确定。研制的超声激励装置组成的检测系统可数秒内即可完成对钢板表面微裂纹（微米级）的准确检测。     

基于激光电磁超声的裂纹检测研究

为检测内裂纹,建立了一套基于脉冲激光激发、电磁超声探头接收的非接触型超声检测系统。为避免在试件表面产生烧蚀损伤,采用热弹性模式激发超声,采用EMAT探头接收信号。利用出平面EMAT探头和内平面EMAT探头,分别研究了横波与纵波在半圆铝制试块的传播情况。最后,结合阴影法,使用该试验系统测量了试件背面的裂纹,检测得到的裂纹深度与实际深度非常接近。证明在热弹性模式下,激光激发、EMAT探头接收信号的方法对于内裂纹的检测是可行的。     

基于变型波的超声TOFD近表面检测新方法

为了解决传统衍射时差法超声检测技术(TOFD)法对埋藏在近表面的缺陷波无法辨识及近表面区域的测量误差大、深度分辨力差等近表面盲区问题,提出了一种新的近表面检测方法。该方法利用变型波波速较慢的特点,通过计算变型波、直通波及底面反射波,得出了变型波在纵波检测窗口出现的条件,并利用变型波对缺陷进行检测,以减小测量误差并提高检测分辨力,有效地解决了TOFD近表面盲区问题。在10个不同深度的人工缺陷中,对采用基于变型波的检测方法和传统检测方法的实验结果进行了比较和分析,并分别计算了其测量误差及检测分辨力。实验结果表明,该方法能够识别传统方法无法辨识的近表面缺陷,可有效检测到埋藏深度2.0 mm的人工缺陷,同时,该方法具有较高的测量精度和分辨力。     

基于非线性激光超声的微裂纹检测及定位

金属构件在加工及服役过程中,其表面及内部会产生微裂纹,外载荷作用下,微裂纹会逐渐扩展,成为影响构件安全运行的重大隐患,因而有必要对构件进行无损检测。提出一种基于非线性激光超声的微裂纹检测技术方法,通过提取激光超声波与微裂纹作用后非线性特征参数的改变量进行裂纹检测及定位。利用激光辐照构件激发超声波,根据构件时域动态响应信号重构状态空间,提出一种非线性特征参数提取方法对裂纹影响下状态空间改变量进行评估以识别裂纹,进而利用扫描激光法实现裂纹定位分析。搭建实验系统对铝合金表面不同宽度微裂纹进行检测,结果表明,所提方法能有效检测并定位构件表面微裂纹。     

超声渡越时差法检测图像中裂纹端部信号的识别

利用超声渡越时差法(Time of flight diffraction,TOFD)对含有人工内部裂纹的铝合金试块进行检测。为了提高检测精度,对低分辨率双曲线特征的B扫描图像进行处理。根据超声TOFD法的检测特点,建立B扫描图像合成孔径聚焦(Synthetic aperture focusing technique,SAFT)重建的数学模型,实现图像的增强处理。灰度极值检测的预处理提高了图像纵向时间分辨率;后继的SAFT处理有效地抑制图像中的冗余信息,提高缺陷的横向方位分辨率,从而提出一种灰度极值检测与SAFT相结合的B扫描图像处理方法。为了减少SAFT算法的计算时间,采用加运算窗处理,并确定合适的运算窗宽度。结果表明,该方法能有效地增强图像中检测目标,进而能够准确、快速地检测出裂纹上、下端部在模拟试块中的位置。     

超声波检测螺栓头下裂纹的检测概率曲线测定

确定维修检测中可检裂纹的尺寸是制定维修大纲的需要，同时也是损伤容限耐久性分析所必须的重要依据。文中针对飞机机翼大梁的螺接结构，研究其裂纹检测的方法，并完成一条超声波检测裂纹的检测概率曲线。     

微纳米级裂纹的非线性超声检测

为了实现对金属材料中微纳米级裂纹的超声检测,建立了非线性超声检测系统,研究了超声波与金属材料中裂纹的相互作用以及超声波的畸变效应.介绍了固体中普遍存在的超声非线性现象;以金属材料中的微纳米级裂纹为例研究了裂纹与超声波相互作用产生的畸变效应;在分析超声波产生畸变的基础上,描述了超声高次谐波振幅的测量方法.最后,以金属材料...     

在用焦炭塔的裂纹及其无损检测

焦炭塔是炼油厂延迟焦化装置的重要设备,由于其操作工况特别荷刻,国内绝大多数焦炭塔都出现了不同程度的裂纹缺陷,严重危及在用焦炭塔的安全运行。本文根据多台在用焦炭塔的检验和安全评估工作实践,综合表述了在用焦炭塔常见裂纹部位和典型裂纹形态,介绍了在用焦炭塔裂纹的无损检测方法和对检测工作的一些体会。     

基于TOFD周向扫查的厚壁管道倾斜裂纹精准定量

利用超声衍射时差法(TOFD)对厚壁管道实施周向扫查时,曲率表面与直通波路径不重合,引起倾斜裂纹长度和角度定量误差。为实现深层裂纹检测,提高探头中心距(PCS)进一步增加检测误差。考虑管道外壁曲率半径、PCS与裂纹端点深度之间的几何关系,开展厚壁管道倾斜裂纹精准定量研究。推导厚壁管道TOFD检测周向扫查时,裂纹长度和倾斜角度定量公式,并对比优化前后检测误差。仿真研究表明,对壁厚30.0 mm,外壁曲率半径148.0 mm的碳钢管道内,长度4.0 mm,倾斜角度10°～50°的裂纹实施检测时,长度和倾斜角度定量误差分别下降可达0.10 mm和1.58°。实验针对碳钢管道试块中长度4.0 mm,倾斜角度30°的裂纹,长度和倾斜角度定量误差从0.30 mm和2.74°,降低至0.27 mm和0.28°。所述方法可适用于不同曲率管道内部倾斜裂纹定量检测,应用范围较广。     

超声振动辅助气体介质电火花加工硬质合金表面裂纹特性

提出了超声振动辅助气体介质电火花加工技术并简述了其加工原理。用自行研制的实验机床对硬质合金进行了加工实验,通过观察加工表面微观形貌以及显微裂纹,简单分析了超声振动-气体介质电火花加工硬质合金表面裂纹的形成及扩展机理。     

铁路铁轨表面裂纹的涡流检测

针对铁路铁轨等部件安全性需求,介绍了一种结构简单、灵敏度高的金属表面裂纹涡流检测装置。     

超声衍射一回波渡越时间方法焊缝裂纹原位定量无损估计

提出结合衍射渡越时间方法和脉冲回波方法的超声波焊缝裂纹原位检测方法,对裂纹缺陷的位置与尺寸参数进行了定量无损估计。克服了衍射渡越时间方法难以对近焊件表面裂纹缺陷进行检测的弱点,也避免了为估计裂纹位置而进行的ｘ轴扫描,提高了对焊缝的检测效率。分析了影响方法分辨率和准确度的各种因素,并采用中心频率为 １５ ＭＨｚ的检测超声波对钢板焊缝中不同位置和尺寸的裂纹进行了检测,试验结果证实该方法能够准确估计尺寸小到２ｍｍ的焊接裂纹。     

蓝宝石衬底双面研磨表面裂纹深度检测

双面研磨作为蓝宝石衬底制备的一道重要工序,研磨表面裂纹深度将严重影响后续抛光的材料去除量,因此对研磨衬底表面裂纹特征研究及深度测量具有重要意义。本文采用截面显微观测法、聚焦离子束侧面观测法、差动蚀刻速率法、磁流变抛光法和逐层抛光法等方法观测双面研磨蓝宝石衬底表面裂纹特征和测量裂纹深度。采用截面显微观测法和聚焦离子束侧面观测法观测研磨后蓝宝石衬底亚表面裂纹形态主要有斜线状、横线状、钩状和树杈状。采用差动蚀刻速率法测得蓝宝石衬底研磨表面裂纹密集层厚度为9～10μm,而采用磁流变抛光法测得研磨衬底局部亚表面裂纹深度为25～30μm,采用逐层抛光法测得研磨衬底整体亚表面裂纹深度约为30～35μm。此外,根据不同方法所检测的裂纹特征和裂纹深度,构建了蓝宝石衬底双面研磨表面裂纹模型,为后续抛光工艺的制定与优化提供依据。     

基于CCD图像的表面裂纹检测

提出了一种基于CCD图像处理技术的表面裂纹检测方法,采用灰度阈值法对图像进行分割,然后应用数学形态学的方法对图像进行缺陷修补与细化,最后获取表面裂纹的位置和长度,并对裂纹的扩展速率进行了预测。将这种裂纹检测方法运用到裂纹自动检测系统和裂纹扩展行为监测中,不仅可以大大降低劳动时间和劳动强度,而且提高了测量的准确性。     

高强度螺栓表面裂纹的涡流检测

本文提出了对高强度螺栓表面裂纹检测的必要性能及检测方法。     

超声无损检测技术的现状和发展趋势

介绍我国超声无损检测技术发展的现状，指出现代超声无损检测技术正向着数字化、自动化、智能化、图象化和多领域发展，检测中定位、定性、定量的可靠性得到了提高。并对发展中存在的问题提出了几点看法。