加楔块超声相控阵的聚焦特性测试

ASTM E 2491—2008为相控阵设备的测试提供了指导性规定。根据该标准,在安装楔块的情况下测试相控阵系统的聚焦能力,确定激发晶片数、聚焦深度以及偏转角度对相控阵系统聚焦能力的影响。试验采用标准中规定的试块,试验激发的晶片数为8个、16个、32个,聚焦深度为10,50,100,150,200mm,声束偏转角度为35°,45°,60°,70°。通过试验发现加装楔块后,大部分的近场区都在楔块中,工件中的近场区很小。角度越小,工件中的近场区越大,随着角度的增大,聚焦能力变弱。随着聚焦晶片数量的增加,聚焦能力增强。随着聚焦深度的增加,焦点尺寸增大。越接近楔块物理主声束,分辨率越好。     

超声相控阵系统的聚焦特性研究

文章参照ASTM E2491—2008标准,通过试验测试相控阵探头在不加装楔块以及加装横波斜楔块两种情况下声束在工件中的聚焦特性以及偏转特性。试验变换了激发晶片数量、聚焦深度以及偏转角度等参数设置,研究了这些参数对声束聚焦特性和偏转特性的影响。结果发现,相控阵声束仅能在近场区内聚焦,ASTM E2491—2008标准对角度偏转极限测试实际表征的是某种情况下的角度分辨力。     

基于等声程聚焦算法的超声相控阵检测技术

超声相控阵技术通过对超声阵列换能器各阵元进行相位控制,能获得灵活可控的合成波束,进行动态聚焦、成像检测,能够提高检测灵敏度、分辨力和信噪比。在研究超声相控阵换能器声场的偏转和聚焦特性基础上,基于ASTM推荐试块与试验标准E2491—06,设计了等声程聚焦模型,并给出了扇形偏转非聚焦以及扇形偏转等声程聚焦的检测成像结果。试验结果表明,等声程聚焦算法有效地检出了材料中的缺陷,具有很好的分辨率和信噪比,能够比较真实地反映材料内部缺陷的相对位置和大小。     

管座焊缝内探法相控阵超声自动检测

介绍应用相控阵技术结合配有编码动作的机械装置,对插入式管座焊缝从接管内侧用线阵探头进行超声检测的方法。建立实验模型,可为声束全覆盖所必须考虑的物理参数,提供验证数据。建模和实测结果表明:利用声线跟踪法,扫查布置图(Scan plan)能提供所需覆盖范围的适当显示。当从接管内表面进行扫查时,用于引导探头扫查动作的机械装置往往可设计得减少复杂性。本文所述方法可望为承压设备结构较复杂的管座焊缝,实施超声相控阵检测(PAUT)符合ASME最新版要求提供有用借鉴。     

厚度小于6mm的搅拌摩擦焊焊缝相控阵超声检测

介绍了一种用于厚度小于6mm的搅拌摩擦焊(FSW)焊缝的相控阵超声检测方法。通过大量试验,基于实际的检测结果数据,对相控阵探头参数、楔块、扫描角度、扫描方式和显示方式等进行了研究,具有一定的可操作性,可进一步提高检测的质量。此方法操作方便,能够有效地节省时间,提高产能,且安全环保,具有较高的实际应用价值。     

超声相控阵技术（第三部分探头和超声声场）（续）

这是指可编程的、阵列对接收信息的实时响应,通过调节各阵元相关于时间的延迟线、增益及激励来实现（图33）。对相同的聚焦范围,DDF可替代多重聚焦法,以发射声束与接收阶段的各聚焦声束“相乘”。换言之,在信号返回相控阵探头时,DDF可动态地改变焦距。DDF可明显增大“场深”,提高信噪比。     

在役缆桩螺栓的相控阵超声全聚焦检测

制定了在役缆桩螺栓的相控阵超声全聚焦检测工艺,设计了检测工装及设备保护工装,利用全数据储存与分析方法,对在役缆桩螺栓进行检测与监控,为船舶系泊安全保驾护航。     

埋弧焊钢管焊缝相控阵超声自动检测方法探讨

为了解决埋弧焊管焊缝缺陷检测问题,针对埋弧焊管焊缝产生缺陷的特点进行探讨,分析缺陷成因及各类无损检测方法特点,采用相控阵超声自动检测方法,通过计算机仿真软件建立埋弧焊管焊缝截面模型并模拟声束全覆盖检测,设计模拟试块应用虚拟探头排列方式对各种缺陷(纵向、横向及热影响区)进行检测。结果表明：相控阵超声自动检测技术对埋弧焊管焊缝缺陷检测结果稳定可靠,能够有效指导埋弧焊管焊缝相控阵超声自动检测工艺设计,直观显示超声波束在焊缝中的覆盖状态,克服相控阵超声检测参数设置的盲目性,为埋弧管焊缝缺陷相控阵自动检测提供借鉴。     

取样相控阵超声实时三维成像的工业应用

介绍取样相控阵（SPA）超声技术不同于常规相控阵超声技术的特性、原理、优势和在工业上的应用。SPA可利用合成孔径法重建图像,实现三维实时显示,用于快速在制、在线检测或在用离线检测,也可用于快速缺陷定位、定量检测。列举了铸件、厚壁堆焊缝、碳纤维复合材料、厚钢板缺陷定量及海洋管道等现场检测的应用实例。SPA有空间分辨力高、图像多视角投影、易于定量分析等优点。可望解决常规相控阵UT有难度的一些特殊应用,如管座焊缝和角接接头的检测评定等。     

铜管变角度增量翻边成形极限的试验研究

在对薄壁圆管构件进行增量翻边成形时,管料容易发生破裂、起皱等缺陷,且材料的变形机制演化复杂,对加载条件极为敏感,使得管料在增量翻边成形时的破裂预测和控制比较困难。针对该问题,选取T2紫铜为研究材料,构建金属管材变角度增量翻边成形试验平台,采用试验的方式来研究变角度增量翻边成形过程中管料的成形性能,以实现对破裂的预测和控制。采用数码显微镜对制件的网格数据进行测量和提取,并选用插值法对数据进行拟合处理,分析了变角度增量翻边成形过程中的应变加载路径和制件变形区域的减薄情况,最终得到关于T2紫铜管在变角度增量翻边成形工艺下的成形极限曲线。对成形极限曲线进行分析和研究,得到了圆管翻边制件破裂区和安全区的应变分布,实现了制件破裂的预测和控制。     

超声相控线阵探头线列参数对波束指向性的影响

在超声相控阵检测过程中,为消除栅瓣,降低旁瓣,减小主瓣角宽度,通过仿真的方法系统地讨论了超声相控线阵探头的阵元数、阵元间距、偏转角度和阵元宽度对指向性和声场的影响。得到了线列参数与指向性的关系,为超声相控线阵探头的设计优化提供了依据。     

Beam focusing behavior of linear phased arrays

One of the fundamental features of phased arrays is the ability to focus the propagating waves to a specific point within the load material by inducing a parabolic time delay. This required focusing time delay has been modified from the current formulation to incorporate either an odd or even number of elements. A brief procedure leading to the derivation of the pressure distribution for beam focusing is described, which gives rise to an unclosed form. Consequently, a numerical method is desirable for the analysis of beam focusing. Using this approach, beam directivity and pressure distributions are studied to predict the behavior of focusing as compared to steering. This shows a benefit of focusing over steering within the near field of the array, and that the directivity of focusing converges to that of steering in the far field.     

基于FPGA的超声相控阵波束合成技术

数字波束合成技术是相控阵超声检测相对于其它超声检测所特有的,也是整个信号接收处理系统的核心技术。通过设计基于可编程现场门阵列（FPGA）的各个模块,充分利用FPGA的优点,实现了精确延时和快速加权求和。从而可以对回波信号在不同方向和深度进行动态聚焦,很好地实现了波束的数字合成。     

瑞利能量法在求解激光切割机横梁固有频率中的应用

横梁是数控激光切割机的重要部件,其动态性能的优劣直接影响到加工精度和使用寿命等.利用瑞利能量法可以简便准确地求解横梁的固有频率,避免发生共振,为横梁的优化设计提供可靠的理论依据.     

液力反应型步进动力转向系统在汽车上的应用研究

通过对液力反应型步进动力转向系统进行研究，分析了其结构和工作过程，并预测了其在汽车上的应用趋势。     

超声相控阵声束控制特性分析

超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行相位控制,获得灵活可控的合成波束,从而实现对整个检测对象的扫描。它具有可进行动态聚焦、可成像检测、可检测复杂形状物体等一些优点,近年来正成为国际无损检测领域的研究热点,并已经在医学和工业领域得到应用。在研究超声相控阵技术原理的基础上,建立了数字声束模型来分析线阵换能器参数对声束控制的影响,并用计算机软件进行仿真分析声束的偏转聚焦。通过这种方法,可以很清楚的了解超声相控阵声束控制特性。     

转向液压管路对多轴转向响应特性的影响

通过三轴液压转向实验平台,利用AMESim软件,建立了转向液压系统模型。分析了压力、流量、管路长度、管路内径以及管路材料等单因素对转向油缸响应特性的影响规律,并针对压力、流量、管路内径等非线性影响因素以及系统PID参数进行了正交仿真实验,给出了优化结果和PID参数。结果表明:压力升高、响应速度加快,但在10~11 MPa范围内较为稳定;流量在14 L/min时响应速度最快且最不稳定;管路内径在11~17 mm范围内有较好的响应速度和稳定性;管路长度增加,响应滞后,稳定性减弱;比例系数P对响应时间的影响比较敏感、积分系数I对平滑性影响较大、微分系数D对稳定性较为敏感。     

法兰密封面腐蚀缺陷超声相控阵检测技术

用于腐蚀介质环境下的法兰,密封面的腐蚀缺陷容易使其泄漏,影响安全生产,导致危害性的后果。利用超声相控阵检测技术[1]声束角度可变和动态聚焦的优点、适合复杂结构件以及实时成像等特点,通过结构分析、声场模拟,试验研究和现场检测应用,确定了法兰超声相控阵针对性检测工艺,实现了不拆卸从法兰外部对密封面腐蚀缺陷进行有效检测。     

履带运输车差速转向仿真研究

利用MATLAB/Simulink软件平台建立履带运输车差速转向仿真模型,分别从转向负载变化、液压系统及动力源3个方面研究运输车的差速转向过程,对比分析了仿真结果与试验数据,证明所建模型的合理性。并利用该仿真模型分析输入变量对该履带运输车转向半径、发动机扭矩消耗及液压系统工作压差的影响。