超声检测声场计算模型的建立与仿真软件的开发

基于瑞利积分和Pencil法,建立了声场半解析法计算模型;基于基尔霍夫近似,GTD和波恩近似理论,建立了超声场与缺陷相互作用的半解析法计算模型。以半解析法计算模型为核心,开发了超声检测计算分析系统UT-CAS。该系统可实现超声检测发射声场和缺陷回波声场的快速计算,可应用于探伤工艺设计、声场和缺陷信号辅助分析以及无损检测人员培训等。     

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。     

超声检测中的声场特性及应用分析

针对超声检测中影响缺陷定量准确性的声场问题进行了深入讨论，研究了脉冲波声场的计算方法，绘制出实用换能器声轴线上的声压分布曲线，分析了不同材料和厚度的采样回波对频谱的影响，比较了连续波声场和脉冲波声场的分布特性及异同点，为提高超声检测中缺陷定量的准确性和科学性提供了依据。     

基于超声散射法的微小缺陷及近表面缺陷的检测

针对常规超声检测法存在对(?)1.0 mm以下的微小缺陷漏检及近表面检测存在盲区的问题,提出一种超声垂直发射背向散射的检测方法。分析了散射模式的声场传播特性,阐明了该模式的检测原理。通过对不同类型和尺寸的人工缺陷检测,分析了该散射方法的检测信号、检测灵敏度及成像图形;通过有限元分析,对散射波声场分布的可靠性进行了验证。结果表明,超声散射法能够识别常规超声检测方法容易漏检的微小缺陷及无法辨别的近表面缺陷,可有效检测(?)0.4 mm的微小缺陷及埋藏深度1.0 mm的近表面缺陷。     

一种超声波探伤近距离缺陷定量方法的可行性研究

针对目前应用比较广泛的超声波探伤近距离缺陷定量一直沿用效率比较低的当量试块比较法的不足，进行了一系列的试验，对固体介绍中超声波近距离声场声压的分布情况进行了研究。并对其和理论声场声压分布不同的原因进行了分析，论证了一种新的近距离缺陷定量方法的可行性，为寻求新的超声波近距离缺陷定量方法奠定基础。     

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。     

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。     

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。     

EPR核电站反应堆压力容器主螺栓超声检查工艺的仿真技术

EPR(European Pressurized Reactor)机组役前及在役检查大纲对反应堆压力容器主螺栓的自动超声检测提出了强制性要求。利用超声仿真技术优选EPR主螺栓超声检查工艺,采用半解析法对五种超声检测工艺进行声场仿真计算,并分析仿真结果;采用基尔霍夫近似理论对五种超声检测工艺声场与缺陷的相互作用进行计算;依据仿真分析结果,优选超声检测工艺,并通过试验证明了优选工艺的可靠性和适用性。     

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。     

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.     

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。     

基于相控阵超声检测方法的齿轮品质控制研究

基于超声脉冲反射法原理,利用相控阵超声检测技术,采用声线模型对齿轮缺陷检测位置进行分析,并利用超声检测专用模拟软件CIVA软件,对声波在工件中的传播以及声波与缺陷的相互作用进行模拟,进而通过对声场以及缺陷检测模拟优化实验方案,最后利用聚焦扫描对人工预置孔状缺陷进行检测。结果表明,利用相控阵超声检测技术在齿轮内腔对齿轮进行检测方法可行,而且缺陷信号明显,缺陷定位精度高,误差较小,为齿轮质量控制提供一种新的方法。     

长输管道内壁腐蚀缺陷的超声波衍射时差法检测

对某公司长输管道内壁腐蚀缺陷进行超声波衍射时差法(TOFD)检测仿真分析,采用能源部标准推荐的焊缝检测工艺参数进行声场及缺陷响应仿真分析,得到初步检测工艺,在实际工程中应用该检测工艺进行检测,并与常规超声检测结果进行比对分析。结果表明,TOFD检测结果与常规超声检测结果基本一致,且检测结果直观,给长输管道内壁腐蚀缺陷的检测提供了一种有效的检测方法。     

超声场理论计算在探头设计中的应用

以单斜探头折射角修正值和双晶直探头声场中横孔反射最强点的计算为例，阐述了探头设计中运用超声场理论并考虑缺陷的反射特性及缺陷与声场相对移动影响的重要性。     

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.     

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。     

锻件缺陷定性分析的初步探讨

<正> 由于冶炼、浇注、锻造、热处理工艺不同,锻件内缺陷的种类、形态也不同,在锻件超声波探伤中,仅凭脉冲反射波识别缺陷性质是较困难的。但不同缺陷形成的机理不同,缺陷性质差异很大,声反射特点也不同。这就为根据声场理论,结合冶炼、浇注、锻造等生产工艺,用综合分析的方法对缺陷定性提供了可能。现就缺陷种类、声场理论和缺陷定性谈一些看法。