基于相控陣的聲傳播規(guī)律及在缺陷定量中的應(yīng)用研究.pdf

1、超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)是當(dāng)前超聲檢測(cè)領(lǐng)域最先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)之一，其優(yōu)越的聲束聚焦特性、快速的掃查能力和清晰、直觀的成像結(jié)果等優(yōu)點(diǎn)迅速被人們所認(rèn)知，并開始應(yīng)用于航空航天、壓力容器、船舶等行業(yè)的檢測(cè)。對(duì)于檢測(cè)工作來(lái)說(shuō)，除了知道缺陷的位置外，還希望精確定量缺陷的大小，甚至判別缺陷的類型等。目前，超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)僅能實(shí)現(xiàn)缺陷定位，而關(guān)于缺陷的定量以及定性，仍然存在許多問題尚待解決。定量評(píng)價(jià)方法的缺乏限制了超聲相控陣技術(shù)的廣泛推廣與應(yīng)用。

2、　　本文以超聲相控陣技術(shù)的聚焦優(yōu)勢(shì)為前提，研究聲波在橫孔空腔處的傳播規(guī)律，以此規(guī)律特性為依據(jù)對(duì)缺陷進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，并對(duì)影響缺陷定量評(píng)價(jià)的因素進(jìn)行了分析。
　　本文首先對(duì)超聲相控陣檢測(cè)方法進(jìn)行了理論研究，分析了一維線性陣列探頭的輻射聲場(chǎng)特性、聚焦模式和偏轉(zhuǎn)特性，并概述了國(guó)內(nèi)外超聲相控陣檢測(cè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。聲波在空腔處傳播時(shí)發(fā)生波形轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生爬波，超聲相控陣的聲束聚焦優(yōu)勢(shì)能夠接收識(shí)別出爬波輻射回波，利用空腔處聲波傳播產(chǎn)生的爬波能夠?qū)θ?/p>

3、陷進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。
　　其次，制作尺寸為Ф20mm的光學(xué)玻璃橫孔空腔試塊，利用動(dòng)態(tài)光彈系統(tǒng)觀察聲波在橫孔空腔處的傳播規(guī)律，聲波在空腔處的反射、衍射和散射，發(fā)現(xiàn)了爬波的存在，并對(duì)爬波的傳播規(guī)律和頻譜特性進(jìn)行分析。在動(dòng)態(tài)光彈的試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，提出了利用空腔處聲傳播規(guī)律對(duì)缺陷定量評(píng)價(jià)方法的數(shù)學(xué)模型和定量過程。
　　最后，參考CSK-IIIA型試塊的幾何尺寸，設(shè)計(jì)制作了尺寸分別Ф1mm、Ф2mm、Ф3mm、Ф4mm的橫孔試塊以及尺寸為

4、Ф0.8mm~Ф4.8mm，公差為Ф0.2mm的等差橫孔試塊，利用空腔處的聲傳播規(guī)律對(duì)其進(jìn)行定量評(píng)價(jià)研究。此外，還對(duì)實(shí)際焊縫檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)。
　　在定量結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了誤差分析，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的檢測(cè)參數(shù)、缺陷的狀態(tài)以及檢測(cè)條件等影響因素進(jìn)行了分析，并提出了解決的方法。
　　研究結(jié)果表明：相控陣的聲束聚焦特性，能夠提高聲波的利用率，結(jié)合缺陷對(duì)聲波的衍射作用，采用聲波在空腔處的傳播規(guī)律能夠?qū)θ毕莩叽邕M(jìn)行定量評(píng)