电阻点焊熔核直径的相控阵超声检测

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为解决使用现有超声检测系统评估电阻点焊熔核直径误差较大的问题,基于相控阵超声探头与特征信号分析技术,提出了一种点焊熔核直径定量化检测方法,重点研究了表面压痕对单阵元超声信号的影响规律,揭示了基于阵元超声信号的熔核边缘识别方法,并试验验证了熔核直径评估方法的精度.试验结果表明,点焊熔核直径的相控阵超声检测结果与金相检验结果具有较高的一致性,相控阵超声定量化检测方法可靠,且精度较高.
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等比例搭建风机塔筒加载试验平台,设计加载试验,对塔筒早期损伤进行了磁记忆检测,分析了载荷、检测角度和特征缺陷对磁记忆信号的影响.结果表明:可以通过磁记忆信号的切向分量、法向分量和法向分量的梯度值来综合判断应力集中区域;对缺陷进行检测时,选择扫查角度与塔筒成90°为最佳;刻槽的应力集中程度高于平底孔的应力集中程度,因此刻槽损伤对塔筒早期损伤的破坏更加明显.
介绍了基于全矩阵数据采集(FMC)的全聚焦(TFM)3 D相控阵超声检测技术,并给出了用其检测大口径厚壁奥氏体不锈钢管道焊接接头的实例,可望为3D全聚焦相控阵超声检测的相关应用提供借鉴.
利用常规相控阵和全聚焦相控阵成像技术对换热器管板筒体角焊缝人工试块中的气孔、夹渣、未熔合、未焊透、裂纹等缺陷进行了检测.首先介绍了管板筒体角焊缝检测的基本情况以及相控阵技术的基本原理,其次设计制作了含上述缺陷的人工试块,最后对人工试块进行检测,比较了常规相控阵技术和全聚焦技术对上述5种缺陷的检测能力.结果表明,相比常规相控阵超声技术,全聚焦技术具有更高的缺陷检出率和检测分辨率,对缺陷的定位和定量检测误差更小,可应用于工程实践.
为解决在材料表面缺陷检测用空气耦合超声换能器的研制中,压电陶瓷材料与空气之间存在的巨大阻抗失配问题,将空心玻璃微珠和环氧树脂进行复合,制备出密度为550kg·m-3,声速为2300 m·s-1,声阻抗为1.3 MRayl,声衰减系数(2.25 MHz下)为344 dB·m-1的低声阻抗、低衰减的匹配层材料,并采用1/4波长匹配原理进行换能器设计.在此基础上制作空气耦合超声换能器,对其进行导纳谱测试和回波信号测试分析.结果表明,研制出的空气耦合超声换能器中心频率为204 kHz,-6 dB相对带宽为21.0
基于三维压电加速度传感器,设计了一款适用于低频的同振式矢量水听器,分析计算了其在水中的声学性能,并对制作的矢量水听器样品进行了性能验证.制成的球型矢量水听器样品直径为78 mm,在驻波管中对该矢量水听器进行了灵敏度和指向性检测,检测结果与理论计算结果吻合.该矢量水听器在低频频段内具有较好的灵敏度和“8”字型指向性,适合用于浮标、潜标、UUV(无人水下航行器)等平台的水声监测模块.
高强螺栓是钢结构的重要连接构件,其在高应力服役过程中易因锈蚀而出现断裂.为了研究其在应力锈蚀下的损伤演化规律,利用声发射技术对其损伤过程进行了实时监测.结合改进的K均值算法和动态门槛,对声发射损伤信号进行聚类,并进一步对聚类的声发射信号进行锈蚀损伤阶段划分.试验结果表明,高强螺栓的损伤信号可以分为3类,进一步划分其中第三类信号的损伤阶段,最终得到应力锈蚀的4个阶段,验证了提出的声发射方法的有效性,并可使用该声发射方法实时监测高强螺栓的健康状况.
单晶PMN-PT(铌镁钛酸铅)可有效提高超声换能器的灵敏度和带宽等性能.介绍了一款基于PMN-PT单晶材料的医用超声相控阵换能器,该换能器选用PMN-32%PT(001方向)单晶材料,采用两匹配层结构进行设计.在该基础上制作样品,并对其进行回波信号测试分析.结果表明,所研制的超声换能器中心频率约为2.6 MHz,-6 dB相对带宽为80%以上,具有较好的灵敏度和带宽.
研究了400℃下,不同时效核电厂主蒸汽隔离阀备件阀杆的非线性超声和力学性能的变化规律.试验结果表明,在时效过程中,17-4PH不锈钢的冲击功降低,而布氏硬度、抗拉强度和屈服强度提高;硬度、拉伸性能与非线性超声表现出明显的关联性;非线性超声对时效过程中17-4PH不锈钢的显微组织变化敏感,可用来对17-4PH不锈钢进行无损评估表征.
基于DNVGL-ST-F101-2017规范的要求,结合海底管线U型坡口焊缝的特点,选择直径为168 mm,壁厚为18.6 mm及管径为508 mm,壁厚为31.8 mm的两种规格管线,制作一系列焊接缺陷,焊接缺陷分布于焊缝根部、热焊、填充及表面区域,缺陷类型包括未熔合、气孔及层间未熔合等.使用TOFD(超声衍射时差法)和PAUT(相控阵超声检测)工艺对试验焊缝进行扫查,评定不同位置缺陷的尺寸,对所有评定的缺陷进行金相试验,通过对比TOFD和PAUT测量结果与金相试验结果的偏差,确定TOFD和PAUT检测
某型直升机的某零件为受力关键零件,局部区域容易产生疲劳裂纹.按照设计要求,服役一定期限后需要对其进行荧光渗透检测,但检测时,受零件表面状态影响,无法有效检测出疲劳裂纹.针对该零件的特点,通过对渗透检测和涡流检测的原理、条件、效果及可实施性进行对比分析,制定了相应的检测试验方案.试验结果表明,使用渗透检测与涡流检测相结合的方法,能有效地检测出该零件中的疲劳裂纹.