鑲鑄渦輪雙金屬結(jié)合面缺陷超聲檢測方法研究.pdf

1、渦輪作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，工作環(huán)境惡劣，渦輪葉片、輪盤所處溫度與載荷有較大差異。而采用新型雙金屬鑲鑄工藝生產(chǎn)的渦輪因其一體性好、易于加工、成本較低等特點(diǎn)，具有傳統(tǒng)榫槽和榫齒連接結(jié)構(gòu)渦輪所不具備的優(yōu)勢。雙金屬鑲鑄渦輪因其特殊制作工藝，在雙金屬結(jié)合面處易出現(xiàn)結(jié)合不良等缺陷，因此對結(jié)合面缺陷的檢測十分重要。
　　對于此種雙金屬鑲鑄工藝制作的渦輪，結(jié)合面結(jié)構(gòu)復(fù)雜且缺陷存在于內(nèi)部，常規(guī)檢測手段無法對其進(jìn)行檢測。本研究利用小角度縱波探頭和

2、超聲相控陣探頭作為發(fā)射探頭，使用雙探頭側(cè)反射法對結(jié)合面進(jìn)行檢測。并利用有限元仿真軟件對接收波形進(jìn)行輔助判別，主要工作內(nèi)容如下：
　　首先，對渦輪的幾何結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，研究雙探頭側(cè)反射法檢測雙金屬結(jié)合面可行性。對渦輪輪盤的聲學(xué)特性進(jìn)行測量與分析，利用聲學(xué)參量對結(jié)合面缺陷波形特征進(jìn)行識(shí)別。
　　其次，利用Comsol Multiphysics有限元軟件對單渦輪輪盤、平底孔缺陷渦輪，粘接缺陷渦輪中小角度縱波傳播規(guī)律進(jìn)行仿真模擬。

3、并依據(jù)應(yīng)力云圖和探測點(diǎn)波形圖對接收波形進(jìn)行分析。
　　最后，使用小角度縱波探頭和超聲相控陣探頭作為發(fā)射進(jìn)行檢測。選擇最佳檢測探頭參數(shù)，制作三類人工缺陷模擬試樣，搭建雙探頭側(cè)反射法檢測系統(tǒng)，設(shè)計(jì)渦輪結(jié)合面檢測流程。對模擬試樣進(jìn)行檢測，并對不同缺陷波形對比分析及定位。
　　研究結(jié)果表明，確立了雙探頭側(cè)反射法對雙金屬結(jié)合面缺陷進(jìn)行檢測。有限元仿真接收波形首先出現(xiàn)為直通波，隨后為側(cè)壁或缺陷反射波，通過缺陷反射波的有無及幅值對缺陷進(jìn)行