双层界面下非近轴近似多元高斯模型的相控阵声场模拟

非近轴近似多元高斯模型克服了近轴近似条件的限制,能保证较大偏转角度下模拟声场的精确度和效率。根据双层介质的瑞利积分模型和单层介质的非近轴近似多元高斯模型,推导出双层介质中基于非近轴近似多元高斯模型的单阵元辐射声场计算模型。并在得到各阵元声束偏转聚焦的延迟时间基础上,累加得到基于非近轴近似高斯模型的超声相控阵横波检测辐射声场计算模型。模拟计算带丙烯酸树脂楔块的超声相控阵探头在钢中横波检测的声束偏转与偏转聚焦辐射声场,并与近轴近似多元高斯模型的横波检测声束的偏转聚焦辐射声场进行比较分析。对比分析结果表明非近轴近似多元高斯模型计算速度更快,用时约为近轴近似多元高斯模型的1/13。此外,非近轴近似高斯模型方法横波检测的聚焦声束覆盖区域更大,能量更集中,更适于远场区域检测。     

带楔块二维面阵列超声相控阵声场特性分析

开展了带楔块二维面阵脉冲超声相控阵辐射声场特性的研究。将安装在一定角度斜楔块上二维面阵相控阵换能器声场问题简化为液固界面情况进行讨论。以单阵元在液固平界面条件下的辐射声场为基础,推导了聚焦偏转法则,给出了带楔块二维面阵超声相控阵声场计算方法。以检测材料为钢板,安装在倾斜角为36°有机玻璃楔块上的频率为5 MHz、8×8二维面阵相控阵的辐射声场计算为例,分析了在不同偏转角和不同聚焦深度下检测材料中的辐射声场特性。计算结果表明该方法可有效的分析带楔块二维面阵超声相控阵声场特性并用于指导二维超声面阵角束探头的设计。     

各向异性焊缝缺陷超声阵列全聚焦成像方法

针对奥氏体不锈钢焊接构件安全评价需要,对各向异性结构中超声波传播特性进行了研究,利用射线追踪法确定了各向异性介质中声波传播路径。在传统全聚焦成像基础上,发展了一种用于各向异性焊缝中缺陷检测的超声阵列全聚焦成像方法。通过数值仿真和实验,研究了介质材质对超声阵列成像的影响,结果表明,发展的全聚焦成像方法可以很好实现各向异性焊缝中缺陷检测,缺陷定位更准确。项目研究工作为奥氏体不锈钢焊缝检测提供了可行的技术方案.     

反应堆压力容器接管与筒体连接焊缝相控阵超声检验技术研究

介绍了接管与筒体连接焊缝的相控阵超声检验技术方案,阐述了研究过程中相控阵探头的关键参数设计,以及与常规超声技术对比分析。结合检验技术要求,采用理论分析以及试验对比等手段相结合的方式,结果表明:通过试验验证设计的相控阵探头,可以有效替代多种常规检测探头,设计的相控阵检测技术的检测及定量能力优于常规探头,并能有效减少现场检验时间。     

无损检测技术在城市燃气管道的应用

从钢质管道检测和PE管道检测两方面,对比分析了超声相控阵、数字射线、超声导波、微波等无损检测技术的特点以及在城市燃气管道的应用场景。通过实验验证了超声相控阵和数字射线检测技术对PE管道电熔接头和热熔接头的检测效果。超声相控阵检测技术可以用于钢质管道焊缝检测和PE管道电熔接头检测,可有效检测出钢质管道焊缝和PE管道电熔接头中各类缺陷,可以检测出PE管道热熔接头中的金属物和非金属物夹杂缺陷。数字射线检测技术可以有效检测出钢质管道焊缝中各种缺陷,可以检测出PE管道电熔接头和热熔接头中金属物夹杂缺陷。超声导波检测技术能够进行快速、长距离钢质管道管体缺陷检测,但无法有效识别焊缝中的缺陷。微波技术能够有效检测出PE管道热熔接头中的未充分熔合、夹杂等缺陷,相关标准的制定将有效推进微波检测技术的使用。     

T形焊接接头相控阵超声检测方法研究

T形焊接接头广泛存在于特种设备、海洋平台和建筑结构中,对其进行可靠的检测是设备正常工作的重要保障,相控阵超声检测技术由于其检测灵活可靠,可以用于T形焊接接头的检测.根据实际检测需求,对中厚板T形焊接接头的检测方法和工艺进行研究.首先设计制作模拟缺陷试块;然后设计检测工艺,分别从翼板正面、腹板侧进行扇形扫描,并从翼板背面采用电子扫描方法进行检测,采用数值方法对检测工艺参数下的声束覆盖进行了仿真;最后进行检测试验,试验检测结果与设计缺陷类型和尺寸吻合,建议检测中可以先采用纵波从翼板背面进行电子扫描检测出缺陷,而后采用扇形扫描进行缺陷的进一步检测评判.研究成果为采用相控阵超声多种检测方法联合检测T形焊接接头的方法、工艺设计和标准制定提供了重要参考.     

相控阵超声成像法检测装配式钢筋混凝土叠合板构件缺陷研究

为了验证相控阵超声成像法对钢筋混凝土叠合板构件内部混凝土缺陷检测的准确性及可靠性,本文设计制作了2块叠合面预埋人工缺陷的装配式钢筋混凝土叠合板试件,利用相控阵超声成像检测技术对其进行缺陷检测。试验结果表明,相控阵超声成像法可以识别叠合层明显的胶结不良、内部孔洞等缺陷。本文的研究结果为装配式钢筋混凝土叠合构件内部缺陷检测提出了一种新方法,具有较好的推广和应用前景。     

考虑含缺陷岩石的声发射数值模拟研究

岩石为非均质材料,内部由不同强度的颗粒组成。研究表明,不同均质性岩石材料在单轴压缩过程的声发射表现出不同的特征,深入研究这些特征对预测岩石破裂有重要的作用。通过编制Fish函数实现随机赋予模型缺陷材料和声发射事件数记录,并内嵌到FLAC3D中模拟均质材料和不同随机缺陷单元数的单轴压缩声发射现象,探讨均质模型和含缺陷模型的声发射差异,以及缺陷数对声发射的影响,研究结果对分析岩石声发射特征具有重要意义。     

超声换能器声场特性自动化测试系统的研究及应用

本文设计了一种五自由度的水浸声场自动化测试系统,能够自动完成常规超声换能器的声场特性测试。例如探头的焦距、中心频率、峰值频率、-6d B带宽等参数。具有三维声场构建,增加了探头的俯仰和回转,具有可以快速校准探头的垂直状态、测试数据稳定等优点。本文介绍了该自动化测试系统的组成结构,并利用小球法测试了15Mhz点聚焦探头的声场数据,与探头的厂家测试数据进行了验证。     

钢结构超宽对接焊缝的相控阵超声检测

本文以超宽焊缝焊接质量为研究背景.相较于常规焊缝,超宽焊缝具有更高的检测要求及检测难度.本文分别采用常规超声检测(A超)、X射线检测方法,以及新型相控阵超声检测技术对超宽焊缝试板进行无损检测,并对检测结果进行对比.结果 表明:常规超声检测(A超)的钦欠检出率为71.4％,X射线检测的钦欠检出率为71.4％,相对的,相控...     

超声法检测预制构件混凝土内部缺陷的试验研究

目前混凝土内部缺陷超声检测法主要有传统超声检测法与相控阵列超声检测法.设计制作2组不同缺陷的钢筋混凝土试件,分别采用两种超声法进行对比试验研究.结果表明,阵列超声检测比传统超声检测对混凝土内部空洞检测精度更高;钢筋加密区内部空洞缺陷检测时,钢筋加密区比非加密区检测结果受影响更为明显,且由于钢筋对超声波的干扰,采集到的数...     

相控阵超声技术在PE管电熔焊接检测的应用

介绍相控阵超声检测技术的原理。针对聚乙烯(PE)管道电熔焊接管件,按照港华投资有限公司的PEQA操作规程制作了2个标准试件和与PEQA操作规程个别条款相悖的6个人为缺陷试件,用相控阵超声技术对试件的焊接质量进行检测,再用数字化X射线摄影(DR)、破坏性试验进行对比检测,以此衡量相控阵超声技术对燃气PE管道电熔焊接管件焊接质量检测的适用情况。试验结果表明:相控阵超声技术可以检测燃气PE管道电熔焊接管件焊接存在的缺陷。相控阵超声技术对燃气PE管道电熔焊接管件焊接的质量检测具有较为广泛的适用性、实用性、可行性。     

大厚度奥氏体不锈钢焊缝的超声探头设计

奥氏体不锈钢在工业中应用广泛,但其在焊接过程中容易产生缺陷,这些缺陷会导致事故的发生。超声检测可以有效地检测出焊缝中的缺陷,但由于奥氏体的晶粒尺寸粗大,会导致缺陷信号被噪声掩盖。针对此问题,本文设计了一组适用于大厚度奥氏体焊缝检测的超声探头,最终提高了检测结果的可信度。     

基于声衰减特性的激光超声盆式绝缘子缺陷检测研究

激光超声具有非接触、宽频带、高分辨率等优势在无损检测领域受到广泛关注，为了研究GIS盆式绝缘子材料内部及表面的缺陷状态，利用激光超声技术通过研究声衰减特性间接判断缺陷状态的方法。利用30 ns脉冲宽度的激光对5 mm厚度的绝缘子材料试板进行频率为100 kHz的区域扫查，分析了表面气泡缺陷的存在对声衰减系数的影响，通过对有缺陷的区域和无缺陷区域扫查结果的对比分析，得出在有气泡孔洞下其衰减系数会减小，且随着激光能量增大衰减系数增大，当能量达到一定数值时，衰减系数达到一个稳定值的结论，验证了利用声衰减特性对盆式绝缘子材料缺陷检测的可行性，并为微小气泡缺陷定量表征提供了基础。     

用于裂纹方向识别的超声散射系数分析方法研究

本文主要利用超声相控阵技术进行了裂纹方向识别研究。首先,对线性超声相控阵探头采集的全矩阵数据进行了全聚焦成像,确定缺陷的位置。然后将线性阵列划分为若干子阵列,研究了缺陷位置处子阵列的散射系数分布,从中提取出缺陷的方向信息。在此基础上,研究了子阵列参数选择(子阵列包含晶片数及相邻子阵列间隔晶片数)及探头位置对裂纹方向识别的影响。通过对散射系数分布图中提取的3个特征指标,角度测量误差、角度分辨率及相对脊带宽度,进行主成分分析,评价了子阵列参数设置(如子阵列包含晶片数及相邻子阵列间隔晶片数)对裂纹方向识别的影响,优化出最佳的检测位置及子阵列参数设置。仿真和检测实验结果表明,当相邻子阵列间隔晶片数为1,包含晶片数为11个时,可以利用超声散射系数分布进行裂纹方向的准确测量,测量误差小于2%。     

基于PAUT和TOFD的桥梁对接焊缝联合检测工艺开发

针对桥梁建造过程中对接焊缝常规无损检测难点,基于相控阵超声（PAUT）和衍射时差（TOFD）检测技术的特点,开发利用两种技术进行联合检测的工艺方法,通过软件模拟分析,对桥梁面板对接焊缝进行联合检测设计,并在对应的验证试板上进行设计方案测试和调整,得出最佳检测设计并应用于现场实际焊缝检测。     

主泵主轴超声检验技术研究

为保证主泵主轴的运行安全,对主泵主轴的定期无损检测是确保其安全运行的关键所在,因而有针对性的开展主泵主轴超声检验技术研究。通过分析研究主泵主轴材质、结构以及现场条件对超声检验的影响,开展探头角度、频率、晶片尺寸以及标定试块等检测参数和检验技术的设计,并进行声场模拟和模拟件检测试验,研究开发出了一套有效可靠快捷的主泵主轴超声检验技术。     

同侧非耦合超声法检测预制剪力墙底部接缝灌浆缺陷试验研究

同侧非耦合超声法所用设备的显示装置、主机、探头采用一体化设计,操作简单快速。探头圆柱段直径15mm、接触端头直径3mm,2个探头间的距离为150mm; 2个探头位于同侧,可在预制剪力墙底部接缝同侧进行测量;探头采用非耦合技术,检测时无需使用耦合剂。参照CECS 21:2000《超声法检测混凝土缺陷技术规程》可对检测结果进行分析,判断缺陷位置,并可通过钻孔后使用内窥镜进行校核。     

多元高斯声束衍射修正下液体非线性系数检测方法

有效检测材料的非线性系数β是非线性超声评价材料力学性能及早期疲劳损伤等的前提和关键,针对当前的有限幅值法仅适用于有限孔径探头近场测量的现状,本论文研究了一种不受检测距离影响的测量方法。为抑制实际检测过程中声能的损失和声场扩散对测量结果的影响,对基波和二次谐波检测值进行衍射和衰减修正,其中利用多元高斯声束精确计算二次谐波衍射系数,在此基础上计算非线性系数β以消除其与理想的平面波推导结果间的差异,提高不同距离下测量值的精度。针对水的非线性系数β进行了仿真分析和实验验证,结果均显示本文方法相比于传统有限幅值法具有明显的精度优势,且表明该方法测量材料的β不受检测距离的影响,为放宽非线性超声检测的应用条件提供了理论依据。     

基于相控阵超声成像法的装配式钢筋混凝土构件缺陷检测技术应用研究

为了验证相控阵超声成像法对装配式钢筋混凝土构件缺陷的适用性,本文介绍了采用相控阵超声成像法进行叠合板试验以及浆锚搭接试验.试验结果表明,相控阵超声成像法可用于钢筋混凝土叠合板构件的缺陷检测,能准确识别出新旧混凝土结合面范围内的混凝土的胶结不良、内部孔洞等缺陷.但是由于超声波在金属波纹管与混凝土界面产生强烈反射,相控阵超...