基于激光测振仪的薄钢板损伤无损检测方法

基于非接触式激光测振仪的主动兰姆波检测技术,分析了薄钢板损伤的无损检测方法。试验采用单压电片激励,激光测振仪周向阵列接收的检测方式。根据兰姆波在钢板中的传播特性,绘制出相应的频散曲线,确定试验最佳激励参数,进而结合椭圆定位原理和概率成像算法,对激光测振传感器周向阵列采集到的多组信号进行损伤成像。结果表明,该无损检测方法可以有效地检测出损伤,实现损伤的二维成像定位。     

多阵列超声导波频相联控激励下复合材料损伤聚焦成像方法

针对超声导波相控阵方法中相位控制参数缺少距离和频率变量的不足,提出了多阵列超声导波频相联控激励下复合材料损伤聚焦成像方法。相比于标准的超声导波相控阵技术,该方法通过在各阵元上设置不同的激励频率,实现了在复合材料板上对点的角度-距离聚焦扫查和损伤定位。首先,建立了多阵列超声导波频相联控激励聚焦信号模型;其次,设计了一种分布式多输入多输出(MIMO)线性阵列,对监测区域逐点聚焦扫查,并建立阵列超声导波损伤回波接收,运用多重信号分类(MUSIC)方法,实现复合材料损伤成像。玻璃纤维板的仿真和试验结果表明,该方法对复合材料具有较好的聚焦性能,较高的损伤成像和定位精度。     

复合材料层状薄板超声特征扫描成像检测

传统超声B扫描和C扫描成像方法不能满足复合材料的检测需求。简要介绍了超声特征扫描(F扫描)成像方法的原理、扫描系统的设计和聚焦探头的制作等。F扫描是以波形上升时间、下降时间、脉冲周期和频谱特性等波形特征或缺陷类型、形状和大小等缺陷特征为特征量进行信号提取和重构并最终成像的方法。试验样件为2 mm厚的复合层状薄板,在板中距上表面0.6和1.4 mm处的两层结合层中分别制作了三个最小直径为1.2 mm的分层缺陷。试验表明,设计的超声特征扫描系统可采用幅度成像、深度成像和底波成像方法成功检测出预制缺陷,并且可实现层析成像功能,还可用于层状薄板的密度和硬质合金的厚度成像,具有强大的功能和多种材料分析用途。     

基于阵列重叠成像技术的车轴超声检测系统

介绍了一种基于超声阵列重叠成像技术的车轴检测系统,针对轨道交通车辆实心车轴易产生缺陷的部位,制定了专用阵列超声检测工艺,设计了轴端和轴身两套阵列超声扫查装置,开发了多通道阵列超声数据采集系统和专用检测软件。整套检测系统可分别从车轴的轴端和轴身对车轴易产生缺陷部位进行重叠覆盖超声检测,并运用了多种成像方式,对车轴的缺陷进行准确描述,提高了车轴检测的一致性、重复性和效率。     

基于压电晶片的超声导波激发特性试验

使用超声导波进行无损检测是实现结构健康监测的重要手段,但是其多模态特性会增加损伤信号提取难度,因此需要在激发时尽可能激励单一模态。使用粘贴于结构表面的压电晶片激发和接收超声导波,通过多种尺寸晶片在不同结构厚度下的导波试验,对导波各模态的激发特性进行了研究。结果表明附着于结构表面的压电晶片不但可激发S₀模态,同时也可激发出A₀模态;为了有效抑制A₀模态的幅值,激发晶片的直径需要大于A₀模态的波长。     

奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测方法

在焊接热循环作用下,奥氏体不锈钢焊缝内部呈粗大柱状晶组织,且其取向在焊缝不同区域呈各向异性.针对粗大柱状晶引起的超声波散射和晶粒取向不同导致的声束偏折等问题,进行奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测方法研究.针对超声阵列获得全矩阵数据,发展了一种基于时间反转算子分解的超声阵列信号去噪方法.利用射线追踪法,研究了各向异性介质中超声波传播路径确定方法,并将其应用于奥氏体不锈钢焊缝超声阵列全聚焦成像的声束偏折校正.开展了奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测试验研究.结果表明,基于时间反转算子分解方法可以很好剔除检测信号中的散射噪声,凸显特征回波信息,可将全聚焦成像的信噪比提高10 dB,而波束偏折校正则可以提高超声阵列全聚焦成像中缺陷定位的精度.     

金属波纹管的阵列涡流检测

制作了多层不锈钢薄板和金属波纹管人工缺陷试样并进行阵列涡流检测试验,研究了阵列涡流检测的检测能力及技术特点。试验结果表明,阵列涡流检测技术能有效检测多层不锈钢薄板和金属波纹管的表面及内部线性缺陷;缺陷信号幅值和相位与缺陷埋藏深度有关,可通过幅值和相位来综合判断缺陷的埋藏深度。     

薄板点焊超声检测信号特征分析与缺陷识别

运用低碳钢薄板点焊超声检测有限元仿真模型,对气孔、压痕过深、熔核过小、脱焊等四种缺陷类型的点焊检测超声仿真信号进行快速傅里叶变换得到其频谱图,并采用统计学方法分别提取了超声信号时域和频域特征值.通过分析超声在不同缺陷焊点内部的传播规律,以及特征值的变化规律,总结了点焊缺陷类型的识别方法.利用该方法对大量点焊试样超声检测试验信号进行缺陷识别并与金相试验结果对比分析. 结果表明,综合分析超声检测信号时域和频域特征值规律,能够有效地识别点焊缺陷类型.     

薄板试件的超声TOFD法缺陷定量和成像

介绍用隐藏信号识别法对板厚10 mm以下的薄板试件中的缺陷,进行超声TOFD法定量和成像的新技术.在电火花加工切槽和焊缝疲劳裂纹试样上的实验结果表明,测试值与实际值基本一致.     

复杂曲面粘接结构的阵列成像检测

直升机桨叶前缘加热组件为复杂曲面多层粘接结构,其粘接质量影响着桨叶乃至整机的安全。目前针对加热组件脱粘缺陷的超声检测,存在缺陷信号提取困难、单探头检测效率低等问题。针对存在的问题,研究了声波在多层介质中的传播规律,明确了结构中不锈钢/橡胶粘接层缺陷的识别方法,针对加热组件的复杂形状及扫查需要制作了阵列探头,对试样及实际加热组件进行了阵列成像检测。结果表明,采用阵列成像方法可检测加热组件不锈钢/橡胶层的脱粘缺陷,且缺陷形貌准确清晰。     

声波散射在焊接板结构超声导波合成孔径阵列成像中的作用

为揭示声波散射在焊接板结构超声导波合成孔径阵列成像中的作用机制,将散射回波矩阵和散射渡越时间矩阵用于分析描述超声水平剪切（shear horizontal,SH）导波声波散射,探讨了焊缝散射和边界散射在导波成像中的作用关系.结果表明,散射矩阵是揭示声波散射在超声导波阵列成像作用机制的有效工具,散射回波矩阵与散射渡越时间矩阵具有相同的散射矩阵因子,导波图像出现与散射矩阵因子成倍数关系的“条带”伪像,图像椭圆簇轨迹特征复杂化,图像背景噪声增强,图像信噪比减小.研究工作可为深入开展焊接板结构超声导波非直线阵列成像算法研究提供基础.     

相控阵超声无损检测系统的研制

以探讨相控阵超声无损检测系统的研制为目的，从相控阵原理着手，对检测系统的工作机理及系统组成进行简略阐述，重点研究阵列探头设计、相位精确控制、超声信号模拟／数字处理及缺陷成像中的关键技术。最后利用系统进行了试块检测成像对比试验。初步试验和研究表明，相控阵超声无损检测系统比传统单探头超声无损检测具有信噪比高、缺陷分辨力强、有效探伤范围宽以及工作效率高等特点。     

An application of ultrasonic phased array imaging in electron beam welding inspection

The basic principle and features of ultrasonic phased array imaging are discussed in this paper,Through the ultrasonic phased array technology,the electron beam welding defects and frozen keyholes characterization and imaging were realized.The ultrasonic phased array technology can detect kinds of defects in electron beam welding (EBW) quickly and realized.The ultrasonic phased array technology can detect kinds of defects in electron beam welding (EBW) quickly and easily.     

钛合金腹板高速超声椭圆振动铣削力研究

高速超声椭圆振动切削是使切削刀具刀尖附加椭圆振动进行的超声频断续切削,突破了超声振动加工对临界速度的限制。采用自行研制的螺纹式椭圆激励式超声振动铣削刀柄装置对钛合金腹板进行铣削试验,结果表明:随着高速超声椭圆振动切削的速度增大,切削力增幅明显,且相比于普通铣削所受到的切削力约少20%。     

非标件压力管道加厚弯头凹坑腐蚀超声相控阵检测的应用

本文应用超声波相控阵技术,对非标件的压力管道加厚弯头凹坑腐蚀减薄进行了检测。检测发现,加厚弯头因其内部凹槽腐蚀特殊性,普通超声波测厚无法完成,而相控阵技术因其探头晶片聚焦功能可实现对加厚弯头腐蚀凹坑的识别,相控阵检测图像信号清晰完整,最后对检测有异常信号的弯头进行解剖,发现相控阵检测的缺陷信号与非标件弯头凹坑缺陷相符合,为今后检测非标件压力管道加厚弯头内部凹坑缺陷提供了有效的技术支持。     

反应堆压力容器封头螺栓自动超声检验成像软件设计开发

传统的螺栓超声自动检验采用条形图方式记录数据,缺陷检测不直观,螺纹根部小缺陷容易湮没在螺纹信号当中,无法进行缺陷定位测量。为此,研究并开发了专门针对螺栓超声检查的M型条形图、A\B\C型等成像技术,设计了一套封头螺栓超声检验数据采集分析软件,能够准确地测出缺陷位置,直观呈现缺陷分布状态,清晰地区分小缺陷与螺纹信号。该软件极大地提高了螺栓缺陷的检出率及准确率。     

铝基复合材料超声波辅助钎焊质量评价

根据铝基复合材料钎焊接头的结构特点,分析了界面的声学信号特征,并采用先进的超声成像法对接头质量进行了检测,同时获得了界面的A扫描信号、B扫描和C扫描图像.研究结果表明,结合A扫描信号、B扫描和C扫描图像的特征,能够判断缺陷类型及其位置,并通过断面金相分析进行了验证.超声成像技术能反映出铝基复合材料钎焊界面的接合状态,可检测出气孔、氧化膜夹杂和未钎透缺陷,为铝基复合材料钎焊的研究提供了有效的检测手段.     

Study of ultrasonic phased array inspection imaging technology for NDT

A research about the ultrasonic phased array imaging principle from A-scan signal to B-scan image for non-destructive testing （NDT） was conducted in this paper, the ultrasonic phased array inspection imaging system used in industrial field was developed and the experiment was performed on the steel testing block by the system with 64 elements, 5 MHz phased array transducer. Experimental results show that the flaws could be accurately detected and the flaws size could be estimated from the B-scan images, and the B-scan images could clearly show the location of the flaws, but the quality of B-scan images needs to be enhanced by digital signal processing and controlling dynamic focusing for improving the image resolution.     

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。