奧氏體不銹鋼焊縫中超聲傳播路徑的模擬.pdf

1、奧氏體不銹鋼作為一種具有良好機(jī)械性能、強(qiáng)大耐腐蝕性的材料，在核電工業(yè)、石油化工、食品加工和醫(yī)療器材制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為了預(yù)防潛在危險(xiǎn)，提高安全性，常常需要采用超聲無損檢測方法對奧氏體不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行缺陷檢測。由于奧氏體不銹鋼在焊接過程中具有不發(fā)生相變的特點(diǎn)，在焊接熱循環(huán)的作用下，焊縫內(nèi)部會形成粗大地柱狀晶組織。這些柱狀晶尺寸巨大，使焊縫整體上呈現(xiàn)出各向異性和不均勻性。在采用超聲對焊縫進(jìn)行檢測時，會發(fā)生聲束的畸變、曲線傳播等復(fù)

2、雜的物理現(xiàn)象，嚴(yán)重影響檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。
　　針對以上奧氏體不銹鋼超聲檢測中遇到的困難，本文用模擬的方法對超聲在奧氏體不銹鋼中的傳播行為進(jìn)行了研究。
　　為了對檢測時的基本物理過程有更清楚的認(rèn)識，研究中首先對超聲的產(chǎn)生過程，也就是超聲換能器輻射的聲場進(jìn)行了分析，使用多元高斯聲束模型模擬了不同類型換能器的輻射聲場并給出了可視化的結(jié)果。通過與實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果比較，驗(yàn)證了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開發(fā)了具有良好人機(jī)交互界面

3、的聲場模擬仿真程序。
　　研究了超聲在介質(zhì)中傳播時的聲場分布，模擬了超聲在平界面、彎曲界面?zhèn)鞑r的折射、波形轉(zhuǎn)換和聚焦/散焦等行為。利用各向異性介質(zhì)中的多元高斯聲束模型，模擬了超聲從各向同性介質(zhì)入射到各向異性介質(zhì)中時傳播聲場的變化，討論了材料中的晶粒取向角度對超聲傳播行為的影響。
　　分析了奧氏體不銹鋼焊縫中的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過對焊縫中晶粒取向角度分布的研究，提出了一種基于圖像處理技術(shù)的晶粒取向識別算法。將該算法應(yīng)用于奧氏體