基于電熱聲的無損檢測方法研究.pdf

1、金屬、非金屬的結(jié)構(gòu)部件在長期運(yùn)行中材料屬性將會(huì)產(chǎn)生改變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成結(jié)構(gòu)失效損毀，引起設(shè)備安全事故。因此在保證設(shè)備正常、安全工作的情況下對各部分構(gòu)件材料狀態(tài)進(jìn)行有效評估具有重要的意義。無損檢測技術(shù)對于確保設(shè)備的安全平穩(wěn)運(yùn)行、提高產(chǎn)品性能等具有重要的作用。本文在研究電熱聲特性的基礎(chǔ)上，提出一種基于電熱聲效應(yīng)的無損檢測方法，并設(shè)計(jì)了一套在線/離線檢測系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。與常規(guī)檢測方法相比，本文提出的基于電熱聲效應(yīng)的檢測方法具有非接觸、識別率高、操

2、作簡單、調(diào)試組裝方便且易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測等優(yōu)點(diǎn)。本文的研究內(nèi)容如下：
　　首先，本文分析了電熱聲效應(yīng)轉(zhuǎn)換的機(jī)理并對焦耳熱聲模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，得出了一般條件下由焦耳熱引起的聲壓強(qiáng)度表達(dá)式；并且針對多層結(jié)構(gòu)的熱聲耦合模型進(jìn)行理論推導(dǎo)，結(jié)合具體的材料特性進(jìn)行了數(shù)值仿真，得到熱聲壓與材料參數(shù)的關(guān)系。
　　其次，利用有限元方法對金屬材料電熱聲耦合進(jìn)行了研究，分別得出多層結(jié)構(gòu)金屬試件周圍溫度場和聲場的空間分布，驗(yàn)證了多層結(jié)構(gòu)電熱聲轉(zhuǎn)換的可

3、行性。同時(shí)，通過改變材料參數(shù)仿真了工件狀態(tài)改變時(shí)對熱聲信號的影響，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究提供了理論依據(jù)。
　　再次，在理論研究和仿真分析的基礎(chǔ)上，對電熱聲檢測系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)選型和檢測軟件的開發(fā)。硬件部分針對信號激勵(lì)、信號放大、傳感器、信號采集等部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。基于LabVIEW平臺開發(fā)了檢測軟件系統(tǒng)，包括參數(shù)設(shè)定、波形分析、儀器控制以及圖形數(shù)據(jù)顯示四大模塊，具有基本的采集控制、數(shù)據(jù)保存和回放、信號特征值提取、以及濾波