汽轮机叶片早期疲劳损伤非线性瑞利波检测

发布时间：2021-03-25 16:36

　　为了检测具有变曲率变厚度结构特点的汽轮机叶片表面早期疲劳损伤,提出了非线性瑞利波无损检测方法。建立了汽轮机叶片非线性瑞利波检测有限元模型,在模型中提出采用无限单元边界,有效防止了边界对声波的反射,使数值模拟结果更加准确。结果表明超声非线性系数（β）随微缺陷数目和长度的增加分别呈线性和二次函数增大关系。建立了汽轮机叶片非线性瑞利波检测试验系统,对两组三点弯曲疲劳试件进行了非线性瑞利波检测试验,试验结果虽有一定的分散性,但在疲劳寿命50%以前,β总体随疲劳寿命增加而明显增大。 

【文章来源】：组合机床与自动化加工技术. 2020,(10)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

有限元模型

非线性超声检测数值模拟研究中[9],通常在模型边界设立高衰减区来防止波的反射,但在实际仿真过程中超声波到达高衰减区边界时还会发生一定反射。无限单元是一种几何上可以趋于无限远处的单元,超声波到达无限单元边界后会沿传播方向向无穷远处传播而不发生反射。图1中阴影部分为设立的单元类型为CINPE4的无限单元。图2为瑞利波传播到右边界时Mises应力云图,可以看出,瑞利波在到达右边界时被完全吸收。图3为无缺陷时在边界设定无限单元接收到信号的时域波形和频谱。图3 无缺陷时设置无限单元边界接收到的信号的时域波形和频谱

图2 瑞利波传播到右边界时Mises应力云图图3时域波形中没有明显的反射波,且频谱中频率结构比较单一,说明无限单元边界减少了反射波的干扰,使数值模拟结果更加精确。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3099976