锆合金薄板材的兰姆波自动检测

为了改善手动检测锆合金薄板材时不稳定的缺点,同时获得可保存的检测结果,对薄板材兰姆波自动检测方法进行了研究,通过在水浸C扫描检测设备上增加兰姆波扫查装置,再模拟手动检测的方式实现了兰姆波的自动检测,并对45.mm厚板材试块进行了稳定性等性能测试,结果显示该自动检测方法可以获得稳定的检测结果。     

兰姆波在检测铝合金薄板中的应用

本文主要了兰姆波在铝合金薄板检测中的应用,积累了相关的检测参数,为薄板内部质量的控制提供了科学的检测方法。     

PtIrRu薄板的超声波检测

鉴于PtIrRu板材是新研发的功能材料，目前尚无现成的PtIrRu板材超声波探伤标准，采用兰姆波对PtIrRu板材进行了无损探伤，并提供了一套可行的兰姆波探伤的方法。该方法对其他新材料的板材探伤具有参考价值。     

薄板兰姆波探伤方法的评价

对薄板兰姆波探伤方法的原理、人工缺陷和探伤实况作了分析,指出了兰姆波探伤方法不能满足检测薄板主要缺陷的要求。     

相控阵兰姆波全聚焦算法的不锈钢薄板分层缺陷检测

航空金属薄板在加工时由于夹杂产生的气孔会随着使用过程中的拉伸和挤压而形成一种闭合型的分层缺陷。针对此类缺陷的检测,提出一种相控阵全聚焦成像算法与兰姆波检测结合的方法。首先从原理上分析并确定激励兰姆波的模态、频率及楔块的角度,其次对3 mm厚度不锈钢板中不同规格、形状的分层缺陷进行试验。结果表明:本研究方法能够对分层缺陷的轮廓成像;兰姆波易受缺陷上端面反射影响,导致缺陷下端面成像出现拖尾图像,且缺陷上端的定位定量精度要高于缺陷下端面;上端面缺陷的定位误差均在4%以内。     

冷凝器不锈钢薄壁管的兰姆波检测

小直径不锈钢薄壁管广泛应用于电站机组的冷凝器中,常规涡流检测方法难以发现纵向贯通的条状缺陷。在Ф25mm×1mm和Ф38mm×2mm不锈钢管壁上,沿轴向和周向加工深度分别为0．1mm、0．2mm和0．5mm的人工切槽,并进行检测试验研究,确定了兰姆波检测技术对小直径不锈钢薄壁管上人工缺陷的可检性,探讨了对不锈钢薄壁管材进行兰姆波检测的有效性和可靠性,提出以兰姆波检测技术对小直径不锈钢薄壁管进行检测的建议。     

超声兰姆波在铝合金薄板中的传播模式

对兰姆波在铝合金薄板中传播的频散曲线进行了理论分析。采用任意波形信号发生器和单一传感器发射超声波,用非接触式激光测振仪、数字示波器和计算机,接收并处理超声波信号,并采取时频联合分析,运用短时傅里叶变化的方法,获得了兰姆波在三组合有不同缺陷的铝合金薄板中的传播模式。试验结果表明,超声兰姆波在无缺陷的硬铝合金薄板中传播时模式为A0,在含有空孔型的铝合金薄板传播时,没有产生新的频率成分,但是由A0模式转换成A1模式;而在含有线切割缝隙的铝合金薄板传播中,兰姆波产生了新的频率,即二次谐波,并且兰姆波的模式变成了A0和S0两种。     

薄壁旋压圆筒的兰姆波检测技术研究

在薄壁旋压圆筒的超声波探伤中,针对旋压圆筒的特点,运用兰姆波检测技术,从检测机理、探伤条件选择、检测中注意事项、检测实例及应用效果等方面进行分析研究,优化探伤工艺方案,提高对薄壁旋压圆筒的缺陷检出率。     

超耐蚀性非晶态合金薄板材的开发

非晶态合金具有优良的耐蚀性 ,这是由于非晶态合金化学均匀性及强的反应活性。非晶态合金的原子排列没有规律 ,在纳米水平上均匀 ,不存在晶界、位错、析出物等可形成腐蚀核的组织缺陷 ,可形成均匀的钝化膜 ,而强的化学反应活性又使这种钝化膜可快速形成。但由于耐蚀非晶态合金是用急冷凝固法制备 ,只能制得厚度为数微米的薄膜、薄带及粉末状 ,因而在应用上受到限制。为了充分利用非晶合金优良的耐蚀性能 ,有必要开发大块材料。以日本下一代金属·复合材料研究开发协会 (RIMCOF)为中心 ,由石川岛播磨重工、川崎重工、三井造船、京都大学、…     

薄板声-超声检测时兰姆波传播模式的有限元模拟

在声-超声检测中,正确认识超声波传播特性是其被有效应用的基础。通过有限元数值模拟的方法,研究薄板中声-超声检测形式下超声波传播模式,对模拟产生的波形信号用二雏傅里叶变换法进行模式识别,并与兰姆波的理论波数频散曲线进行对比,证实产生了多模式兰姆波。使用波场快照图观测了声-超声检测方式下超声波的传播特性。研究表明,将数值模拟方法和试验相结合是研究超声检测技术的有效途径。     

金属薄板中缝类缺陷的兰姆波检测

在ST12冷轧板上用线切割加工出不同深度的狭缝来模拟钢板中缝类缺陷.采用一发一收和单发单收两种方式对缺陷进行兰姆波检测,利用短时傅里叶变换对有无缺陷时采集的时域信号进行了时频分析,有效识别出板中激发的兰姆波模式以及模式转换现象.进一步分析发现,试件中激发的主要兰姆波模式的能量分布中心与缺陷深度有较好的对应关系.     

利用频散补偿法消除兰姆波频散效应

兰姆波的多模式及频散特性使得其在激励、传播以及信号处理等方面较为复杂。采用频散补偿方法对在钢板中传播10 cm距离的兰姆波信号进行模拟计算。所得信号明显地减小了因频散而引起的脉冲信号拉长。实验对3 mm厚铝板中传播了10 cm的频散信号进行了处理,也得到较好的结果。     

Modelling of Lamb waves in composite laminated plates excited by interdigital transducers

The technique of permanently attaching interdigital transducers (IDT) to either flat or curved structural surfaces to excite single Lamb wave mode has demonstrated great potential for quantitative non-destructive evaluation and smart materials design. In this paper, the acoustic wave field in a composite laminated plate excited by an IDT is investigated. On the basis of discrete layer theory and a multiple integral transform method, an analytical–numerical approach is developed to evaluate the surface velocity response of the plate due to the IDTs excitation. In this approach, the frequency spectrum and wave number spectrum of the output of IDT are obtained directly. The corresponding time domain results are calculated by applying a standard inverse fast Fourier transformation technique. Numerical examples are presented to validate the developed method and show the ability of mode selection and isolation. A new effective way of transfer function estimation and interpretation is presented by considering the input wave number spectrum in addition to the commonly used input frequency spectrum. The new approach enables the simple physical evaluation of the influences of IDT geometrical features such as electrode finger widths and overall dimension and excitation signal properties on the input–output characteristics of IDT. Finally, considering the convenience of Mindlin plate wave theory in numerical computations as well as theoretical analysis, the validity is examined of using this approximate theory to design IDT for the excitation of the first and second anti-symmetric Lamb modes.     

胶接板中兰姆波的传播模式分析与检测信号处理

对兰姆波在铝胶接接头中的传播模式进行了有限元模拟,用二维傅里叶变化的方法识别兰姆波模式,将模拟结果与理论结果进行了对比,通过试验验证有限元模拟的准确性。研究证实,兰姆波在胶接板中的传播有多模式、频散特性,二维傅里叶能有效识别兰姆波模式,有限元模拟结果与理论及试验结果吻合较好。     

尿素合成塔内衬316LMod不锈钢薄板背侧缺陷的Lamb波检测

根据Rayleigh-Lamb方程,推导出尿素合成塔内衬316LMod不锈钢薄板相速度和群速度的频散曲线。通过对包含人工缺陷的试块回波信号进行二维傅里叶变换,提取出了背侧裂纹缺陷的主要Lamb波模式,进而确定了Lamb波检测参数。通过对试块的缺陷识别,绘制出了缺陷当量评定图,实现了对背侧裂纹缺陷的Lamb检测的定量评定。最后通过尿素合成塔检测实例验证了该方法的有效性。     

Lamb波损伤散射及损伤成像的模拟

Lamb波对称模态（SO模态）具有传播速度快、频散小的优点。基于Ansys瞬态动力学分析,模拟了铝板内SO模态的传播过程,并根据有限元模拟的位移云图,分析了损伤对SO模态传播的影响。在此基础上建立环形传感器阵列,通过损伤成像算法对损伤进行检测。     

缝类缺陷的Lamb波检测

在ST12冷轧板上用线切割加工出不同深度的狭缝来模拟钢板中的缝类缺陷,采用一发一收方式,对缺陷进行Lamb波检测。利用短时傅里叶变换对有无缺陷时采集的时域信号进行了时频分析,有效识别出板中激发的Lamb波模式;将时间中心和频率中心作为数字参量,探讨了缝类缺陷对Lamb波的影响。结果表明,Lamb波信号时间中心的变化与缝类缺陷深度有较好的对应关系。     

兰姆波频率方程的数值解法

针对兰姆波频率方程求解问题,提出了以兰姆波相速度为自变量,用函数间断点划分求解区间的数值计算求解方法。通过Matlab软件对算法进行编程实现,绘制出了兰姆波在铝板和钢板中传播时的频散曲线,取得了理想的结果。该方法对兰姆波的工程应用有实际指导意义。     

一种优化激发电磁超声Lamb波的方法

超声Lamb波的频散特性和多模式特性导致回波信号复杂难于分辨。为了解决该问题,结合电磁超声换能器(EMAT)的主要设计参数和Lamb波的特征方程,推导电磁超声Lamb波的激发方程和激发曲线。通过选取电磁超声Lamb波在激发曲线上的工作点以削弱多模式和频散现象,进而提出了一种优化激发电磁超声Lamb波的方法。采用该方法分析了零模式Lamb波在工程应用中的有效性,并进行了试验验证。