激光熔覆再制造零件的超声检测

基于势函数的应力人工边界条件优化方案

势函数与位移之间的关系定义为式中，u、v、w分别表示r、p、q方向的位移。人工截断边界面为固体与空气的交界面，由于在空气中检测用的超声波传播极其微弱，所以垂直于界面的正应力和平行于界面的剪应力都等于0，当超声波传播到人工截断边界之后，必然会产生反射现象。
理论教育 2023-06-20

缺陷的远场散射模型

目前激光熔覆再制造零件中的缺陷主要归纳为两类，即面积型缺陷和体积型缺陷，由于缺陷结构的复杂性，为了提高模拟的精度和计算效率，本书采用半解析法建立各类缺陷远场散射模型。
理论教育 2023-06-20

表面超声波声弹理论简介

超声波声弹理论是目前用于测量应力的理论基础。声弹效应表明，在应力作用影响下，超声瑞利波在固体材料中的传播速度不同于未受应力作用的声波速度。因此，采用表面超声波检测介质表层应力，首先需要对这两个系数进行标定。图6-2 加载方向与表面超声波传播方向示意图
理论教育 2023-06-20

实验材料和设备详情

实验使用的是Fe314激光熔覆试样，Fe314自熔合金粉末价格低廉，来源广泛，是应用潜力巨大的再制造工程材料。实验材料化学成分见表6-1。表6-1 实验材料化学成分采用中国人民解放军装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室的激光快速成型系统制备激光熔覆试样，如图6-3所示。
理论教育 2023-06-20

Fe314激光熔覆试样表面超声波信号检测方法探究

将Fe314激光熔覆试样在万能试验机上进行拉伸，以1kN/s的加载速度加载至预定载荷。原因在于表面超声应力检测实验中，由应力引起超声波速度的变化量非常小，因此实验时在试样上粘贴应变片，监测加载时试样产生的变形，并从实验结果中扣除由于加载变形引起的时间变化。图6-11 不同传播距离时Fe314激光熔覆层试样表面超声波信号
理论教育 2023-06-20

激光熔覆层微观形貌影响分析

但需要强调的是，当激光熔覆层表层缺陷尺寸较大，使得一定区域内介质的泊松比、弹性模量及密度参数有所改变时，微观缺陷对应力检测结果的影响不可以忽略。
理论教育 2023-06-20

超声检测中信号噪声分析

超声检测信号中的噪声可分为声学噪声和非声学噪声两大类。45钢基体表面超声波信号中的噪声主要是非声学噪声，因而采用滤波技术使超声纵波信号中的噪声得到了比较彻底的消除。图4-1 不同试样的表面超声信号a）45钢基体表面超声波信号 b）Fe314激光熔覆层试样表面超声波信号结合45钢及Fe314激光熔覆层试样的微观组织分析上述超声波信号特征。
理论教育 2023-06-20

激光熔覆层应力检测技术

垂直于激光扫描方向的应力开始为拉应力，熔覆高度达到一定数值时，稳定为压应力。因此对于激光熔覆再制造零件，工程技术人员更关心再制造涂层应力的分布状态。超声波法检测应力的理论基础是声弹效应，近年来该技术主要被应用于检测航空透明玻璃、铝及其合金等声弹效应明显的材料的应力。
理论教育 2023-06-20

横波斜探头辐射声场分布解析

由上述数值模拟结果可知，相比于纵波直探头，横波斜探头在各向异性激光熔覆层内的辐射声场更为复杂，即随着晶粒取向的不同，声束会出现偏转、分离以及截面形状变化等现象。
理论教育 2023-06-20

激光熔覆层在服役状态下的应力检测

采用与之前相同的工艺参数在45钢表面制备厚度为1.2mm的Fe314激光熔覆拉伸试样，对试样进行退火处理。由图6-22可以看出，随着拉伸载荷的增加，Fe314激光熔覆层试样中表面超声波传播速度逐渐变大。图6-22 不同载荷作用下Fe314激光熔覆层表面超声波信号表6-4 表面超声应力检测结果对比表6-3和表6-4的结果可知，上述两种情况下激光熔覆层应力检测结果的可靠性基本相同，所以采用式对组织效应影响因子进行修正是可行的。
理论教育 2023-06-20

激光熔覆再制造零件的超声检测

图5-5所示分别为长度为3.0mm、5.0mm、7.0mm和10.0mm时裂纹缺陷超声纵波信号。采用当量法对激光熔覆层内部裂纹缺陷进行定量评价，需要提取不同长度的裂纹缺陷对应的回波信号幅值，建立裂纹缺陷的幅值随裂纹长度变化的曲线。图5-4 横通孔缺陷信号幅值-直径关系曲线
理论教育 2023-06-20

波动方程有限元公式优化

由于式中的δU是任意的，因此可以推导出波动方程的有限元方程式中，、K分别为系统的质量矩阵、刚度矩阵；F为节点载荷向量，超声检测中，F代表探头的激励载荷。由以上推导过程可以看出式与波动方程式（2-1）是等价的，很显然，通过离散得到的有限元方程式要比波动方程式（2-1）容易求解，因此可以通过求解有限元方程得到波动方程的解。
理论教育 2023-06-20

表面超声波传播时差计算精度影响分析

而表面超声波评价表层应力实验中，由应力引起的声波传播时间变化非常微弱，有用信息的丢失必然会影响求时差的精确度。如4.2.3节所述，本书中提出了基于复数倒频谱的表面超声波传播时间延迟计算方法，该算法通过分析超声波检测信号的特点，在不丢失有用信息的情况下，使最后的求解结果中不会出现声源信号及其他不相关系统与声源信号的卷积干扰，提高了信号的信噪比及可区分性。
理论教育 2023-06-20

涂层性能检测的方法和意义

超声试验结果与理论分析一致，因此利用声速能够对HIPIB改性的Cr2O3陶瓷涂层进行超声表征。由于超声检测技术在测量涂层厚度中的优势，国内外很多研究人员采用该项技术进行了涂层厚度的检测。目前涂层厚度的超声测量方法大体上可分为脉冲反射法、共振法、干涉法三种。
理论教育 2023-06-20

超声检测信号处理技术优化

在超声检测中，无论是探测材料表层及内部缺陷，还是对材料组织结构进行表征和应力评价，超声波回波信号都非常重要。因此，近年来超声检测信号的处理方法已成为研究热点。因此，基于频谱分析方法的信号处理技术已经成为现代超声检测技术的重要组成部分。超声检测信号中的噪声可分声学噪声和非声学噪声两大类。
理论教育 2023-06-20
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