适用于聚焦探头的铸件缺陷定量评价方法研究

从探头声场的理论分析入手,将缺陷表面的声场分布简化为高斯分布,确定了当缺陷位于聚焦声场时,缺陷反射信号幅度与缺陷尺寸之间的关系,并利用面积幅度试块等工具,对上述定量关系进行了试验验证。结果表明,提出的平底孔缺陷反射信号幅度与缺陷尺寸定量关系和试验结果表现出较好的一致性,提出了适用于聚焦探头的缺陷定量评价方法。     

超声探头发射声场模拟及其缺陷响应研究

在超声检测时需要通过大量的实验才能实现缺陷的定量,确定合适的检测方案。通过建立基于多元高斯声束的探头发射声场模型,研究不同探头发射频率、探头尺寸、探头类型及不同界面下探头发射声场的分布规律,得出各检测参数对探头发射声场的影响,从而为确定合适的探伤方案提供一定的理论指导;基于建立的探头发射声场模型,结合波恩近似算法,建立夹杂类缺陷回波模型,并且通过实验验证了该模型的有效性,为夹杂类缺陷的定量分析提供了一定的理论指导。     

基于声场计算的管道曲率对焊缝二次波检测的影响

超声检测小径管焊缝时的缺陷定量与内壁曲率的关系鲜有研究。基于声场计算模型,研究了斜探头发射声束经不同曲率的小径管内壁反射后的散射声场,并以此计算出焊缝中点状、条状和球状三种不同反射体的回波信号。与DL-1试块DAC曲线作对比,得出了小径管内壁曲率对焊缝二次波检测的影响规律,为小径管二次波或多次波反射法检测评定缺陷的大小提供了理论依据。     

超声爬波探头声场指向特性的试验研究

爬波检测是常规超声波检测的有力补充。由于爬波探头激发的声场具有多波型的特征,即在产生爬波的同时还会产生横波和头波,为全面了解爬波探头的声场特性,选用和制作了不同缺陷的对比试块进行测试。试验测得双晶片并列式爬波探头的声场指向特性图,获知该探头产生的爬波最大幅值方向与表面约呈15°,在33°左右激发的横波声压(4 mm横孔)比爬波主瓣高6dB,且该横波声压(大平底反射)比在30°左右激发的头波声压高9.5 dB。     

一种焊缝超声检测缺陷定性方法

针对焊缝超声检测缺陷定性困难,研究了常用探头的声场范围,提出了利用缺陷与规则反射体对应声场范围相比较来判定缺陷性质的方法,以提高缺陷定性的精准度。     

基于CIVA仿真的铜合金导条超声检测研究

通过使用CIVA仿真软件对超声探头的超声声场进行建模仿真,可以得知超声探头在铜合金导条内部的超声声场分布同超声探头的焦距和直径密切相关.仿真结果表明,针对不同的缺陷检测需求,应选择合适的超声探头进行超声检测.对比试验也验证了结果的可靠性.     

玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷的超声成像检测

针对玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷检测,采用平探头和聚焦探头超声脉冲反射法对人工模拟缺陷试样进行了水浸超声C扫描成像检测。试验结果表明,聚焦探头超声脉冲反射法对各层不同尺寸大小的缺陷均能检出,且分辨力优于平探头超声脉冲反射法。因此聚焦探头超声脉冲反射法是评价玻璃纤维增强复合材料内部质量的有效的无损检测方法。     

基于CIVA软件的全聚焦相控阵声场特性仿真

全聚焦相控阵是当前超声无损检测领域的研究热点,但其声场特性和检测工艺方面的研究较少。在CIVA仿真软件平台的基础上,开展了全聚焦相控阵的声场仿真计算与缺陷响应研究。采用相同激发参数和孔径的超声探头仿真常规超声声场和全聚焦相控阵声场,分析比对各自的声场特性。通过缺陷响应研究模拟全聚焦相控阵声场与横通孔之间的作用,并分析了全聚焦相控阵技术的检测能力。该研究工作有望为全聚焦相控阵探头的研发设计以及检测工艺的制定提供参考。     

基于CIVA的航空螺栓仿真检测试验研究

运用CIVA仿真软件,分别从探头频率、晶片尺寸等方面探究对螺栓声场分布及缺陷响应的影响。根据声场分布结果,选取对检测结果影响较大的晶片尺寸和探头频率,得出在缺陷响应中的仿真检测结果,并对仿真结果进行分析,得出螺栓检测参数的选择依据。     

钢结构桥梁焊缝缺陷TOFD检测分析

针对超声衍射时差法（Time of flight diffraction, TOFD）,探头的纵波声场不能覆盖整个被检测焊缝空间,在被检测焊缝近表面存在很大范围的不敏感区的问题,提出了一种改进的超声TOFD法,即不敏感区缺陷检测法,该方法利用超声纵波在被检试件底面的反射,使得超声声场覆盖近表面区域,采用该方法对人工缺陷及焊接缺陷进行检测。结果表明,人工缺陷埋藏深度检测的平均误差为0.3 mm,焊缝中未熔合缺陷埋藏深度及横向位置检测的平均误差分别为0.6 mm和0.4 mm。所提出的不敏感区缺陷检测法能有效检测近表面缺陷,是常规TOFD法的延伸和补充。

     

核级高密度聚乙烯管道热熔接头的相控阵超声检测

针对HDPE(高密度聚乙烯)管道热熔接头超声检测声衰减大,检测信噪比低等问题,通过CIVA仿真软件中的超声模块对厚壁HDPE管道进行声场仿真,研究了探头频率、晶片尺寸和阵元排列对管道热熔接头中声场分布的影响,优化了检测用相控阵超声探头参数。采用优化的探头和检测工艺在含标准反射体和典型缺陷的试件上进行声场仿真和检测试验,结果表明,提出的检测工艺可全部检出■914.4 mm管道中预设的不同深度和类型的典型缺陷,整体检测效果较好。     

超声纵波探伤缺陷长度测定方法的讨论

以圆盘源所发射的纵波声场为基础，对缺陷在声场中心和声场一侧时其反射声压的特性进行了讨论。对现在使用最广的两种缺陷长度测定方法－－波高衰减法和阈值法进行了分析对比。     

倾斜平面对焊缝超声探伤结果的影响

对与主波束中心轴线成一定夹角的加工刀角在横波声场中的反射特点进行了研究,得出了横波声场中倾斜平面区别于体积型缺陷的一些反射特征,并给出了相应的结论.     

转向架焊接结构件深度缺陷超声相控阵检测及三维可视化

针对轨道列车转向架焊接结构件等关键部位的焊接接头深度缺陷复杂的声学特征与缺陷显示,分析了不同形状和尺寸缺陷的相控阵检测效果,并结合声场传播仿真结果,阐述了低碳钢深度缺陷的声场作用机理对相控阵检测结果的影响,同时基于三维数据库OpenGL实现不同缺陷的三维可视化。结果表明,长条状缺陷对于相控阵声场在竖直方向上的反射作用更强,声影区随缺陷宽度尺寸减小而增大,同时在缺陷处的反射较为集中的相控阵声场具有更高的检测灵敏度与分辨力,基于三维数据库实现的缺陷三维显示结果能够清晰直观地反映构件内部缺陷。该研究对于高速列车转向架焊接结构件中缺陷的超声相控阵检测和三维可视化具有实际指导意义。     

钢轨焊缝平面状缺陷探测研究

简要介绍钢轨焊缝中的缺陷及其探测方法,重点研究双探头探伤时平面状缺陷反射幅度与缺陷位置的关系和单探头探测轨脚时声波的传播规律及探头偏角的选择等。     

超高压水晶釜横波周向探伤探头声场特性与缺陷定位探讨

超声横波周向探伤是超高压水晶釜筒体检验的一个重要手段，为保证扫查到内壁缺陷，其探头入射角在第一临界角附近，由于接近临界角入射，使得声场发生变化，较为复杂，因此给缺陷定位带来困难。通过试验和对声场的定性分析，给出厚壁圆筒形工件周向超声检测缺陷定位的方法。     

超声相控阵成像仿真系统研制

采用VC++与Matlab混合编程的方式,研制了一套超声相控阵成像仿真系统,实现了一个可视化、便于操作的超声相控阵仿真环境。仿真系统主要由探头、缺陷和成像三个模块组成。探头模块完成探头参数和超声声速的设置,且可分析显示探头声场辐射及其声压指向性等特性;缺陷模块设定仿真缺陷类型和成像方式;成像模块是在探头模块和缺陷模块的基础上,完成探头发射超声波,控制声束偏转聚焦,接收回波信息并对其进行取包络、对数压缩、DSC变换等一系列信号处理,最终将缺陷图像还原出来。     

超声波在圆柱形工件中的波型变化

超声波直探头接触法手工检测圆柱形工件曲面时,其声场特征与平面接触工件时有着极大的不同。由于超声波直探头与工件呈线性接触,导致其声场变化,使截面内充满超声场,产生的波型有纵波、横波及沿圆柱表面传播的表面波。根据该声场的特点,结合柱面反射的特殊情况,导致一次底波后产生了不同类型的变型波。通过对三次底波前的变型波的计算和分析,了解了主要变型波的性质和意义,提供了工件内部综合的超声波信息,有助于对圆柱形工件内部质量的评价。     

不等厚薄壁筒焊缝超声板波检测技术研究

针对不等厚薄壁筒焊缝缺陷提出了一种超声检测技术,利用声场正交超声探头组对焊缝进行扫描检测,可较好解决不等厚薄壁筒焊缝缺陷的在线自动无损检测。     

超声检测过程的数值模拟

简要评述超声检测过程的数值模拟,探讨超声波声场的模拟、超声波和缺陷的相互作用、换能器－缺陷检测系统、超声波在材料和构件中的传播路径、探头设计和超声检测可靠性等。