基于超聲模型的奧氏體不銹鋼焊縫無(wú)損評(píng)價(jià)研究.pdf

1、本文的主旨是發(fā)展建立有效的模型方法，來(lái)深入研究各向異性焊縫中的超聲束傳播行為，為使用先進(jìn)的超聲檢測(cè)方法評(píng)價(jià)這類復(fù)雜媒質(zhì)提供的有益指導(dǎo)。具體研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下：
　　將多高斯聲束模型應(yīng)用到雙晶換能器檢測(cè)系統(tǒng)，并結(jié)合基爾霍夫近似方法和分離變量方法獲得的標(biāo)準(zhǔn)缺陷體遠(yuǎn)場(chǎng)散射模型，建立了適合于雙晶換能器檢測(cè)系統(tǒng)的超聲測(cè)量模型，用于預(yù)測(cè)平底孔和橫通孔反射體的回波響應(yīng)，并與相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比分析，驗(yàn)證了理論模型方法的準(zhǔn)確性

2、。
　　針對(duì)近軸近似多高斯聲束模型難以準(zhǔn)確計(jì)算離軸區(qū)域聲場(chǎng)的問(wèn)題，推導(dǎo)并提出了一個(gè)非近軸近似多高斯聲束模型，用于計(jì)算相控陣換能器輻射的偏轉(zhuǎn)聚焦聲場(chǎng)，并與瑞利積分、近軸近似方法及遠(yuǎn)場(chǎng)近似方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較分析。進(jìn)一步，基于非近軸近似聲場(chǎng)模型，我們發(fā)展了一個(gè)完全的相控陣系統(tǒng)測(cè)量模型，用于預(yù)測(cè)相控線陣換能器接收到的橫通孔缺陷回波信號(hào)，并與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證該測(cè)量模型的準(zhǔn)確性。最后，利用超聲測(cè)量模型這一有力工具，分析并揭示了

3、線性相控陣系統(tǒng)的聚焦能力隨著聲束偏轉(zhuǎn)角度變化的原因。
　　應(yīng)用多高斯聲束模型研究了圓管奧氏體不銹鋼堆焊結(jié)構(gòu)中的聲場(chǎng)分布特征，主要考慮了圓管表面曲率和各向異性堆焊層對(duì)入射超聲波聲束的聚焦/散焦、偏轉(zhuǎn)傳播等影響。在此基礎(chǔ)上，建立了相應(yīng)的超聲測(cè)量模型用于預(yù)測(cè)各向異性堆焊層下的橫通孔缺陷回波信號(hào)，并與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了該理論模型的準(zhǔn)確性。
　　針對(duì)不均勻、各向異性鎳基合金焊縫結(jié)構(gòu)，利用聲線模型研究了其中聲束偏轉(zhuǎn)、分離和曲

4、線傳播等復(fù)雜現(xiàn)象，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，兩者吻合較好。之后，針對(duì)由聲束偏轉(zhuǎn)而帶來(lái)的缺陷定位偏差問(wèn)題，應(yīng)用聲線模型來(lái)定位焊縫中缺陷，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有效地驗(yàn)證了聲線模型定位的準(zhǔn)確性。進(jìn)一步，研究了相控陣換能器在鎳基合金焊縫中的聚焦行為，指出了聚焦聲束在各向異性焊縫中的焦點(diǎn)偏移現(xiàn)象，并通過(guò)將聲線模型與二分搜索法相結(jié)合來(lái)計(jì)算在指定位置聚焦的聲線和相應(yīng)傳播時(shí)間，進(jìn)而確定各向異性焊縫中合理的聚焦延遲法則。最后，通過(guò)線陣換能器對(duì)焊縫區(qū)橫通孔反射