基于超聲波信號的焊縫評估研究.pdf

1、超聲波檢測作為最常用的無損檢測方法之一,主要原理是基于超聲波在試件中的傳播特性,即利用超聲波在物體中的多種傳播特征評估試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷。目前國際上最為先進(jìn)的超聲檢測方法:相控陣超聲和TOFD(衍射時(shí)差法)超聲檢測法逐漸引入國內(nèi)并取得初步應(yīng)用,但基本還處于設(shè)備技術(shù)的學(xué)習(xí)和普及階段。針對這種情況,本文對相控陣超聲、TOFD法對焊縫缺陷檢測進(jìn)行數(shù)值模擬仿真研究,目的是能夠針對TOFD法在焊縫檢測中在缺陷判定和復(fù)檢時(shí)的局限性,將數(shù)值

2、仿真作為一種輔助缺陷判定手段應(yīng)用于焊縫實(shí)際檢測中,同樣也希望通過仿真手段能夠在先進(jìn)超聲檢測技術(shù)的學(xué)習(xí)上提供檢測過程的直觀認(rèn)識,便于這些技術(shù)的推廣普及。
　　本研究應(yīng)用有限元法建立超聲波檢測數(shù)值模型,對于超聲波檢測系統(tǒng)的三大部件:超聲波探頭、楔塊和被檢測試件分別建立數(shù)值模型。在無缺陷試件模型中試驗(yàn)各種波形的傳播過程,確定其符合物理規(guī)律。應(yīng)用傳統(tǒng)的脈沖回波法對缺陷試件進(jìn)行檢測,而后建立缺陷試件檢測的數(shù)值模型并在運(yùn)算完成之后將仿真結(jié)果與

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比。結(jié)果表明仿真結(jié)果中回波幅值精確度不高,這給數(shù)值仿真的實(shí)際應(yīng)用帶來了很大的局限性。仿真結(jié)果中缺陷回波時(shí)間的精確度很高,說明能將數(shù)值仿真應(yīng)用在避開回波幅值的測量而只通過缺陷波傳播時(shí)間就能給缺陷定量的超聲檢測方法中,即TOFD法。
　　本文根據(jù)惠更斯原理建立TOFD超聲檢測的數(shù)值模型。使用TOFD法對人工缺陷進(jìn)行一系列檢測實(shí)驗(yàn),對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者相符程度很高,可以認(rèn)為在TOFD法中利用仿真手段對實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果進(jìn)行