航空涡轮盘件的相控阵超声检测声场控制及定量技术研究

发布时间：2024-04-10 00:17

　　涡轮盘是飞机发动机的关键构件,其运作在高应力、高转速,高载荷的严酷复杂环境下,即使存在微小缺陷和疲劳损伤都可能导致灾难性后果,因此对涡轮盘进行无损检测至关重要。理论和试验表明,工件中的裂纹在扩展到断裂的临界尺寸前仍然能够在原定载荷下服役到下一次检修,剩余寿命评价对构件的安全运转具有重要作用。剩余寿命的评价方法不仅需要检出缺陷,更需要对缺陷在每个阶段的尺寸变化进行精确定量,这对无损检测的方法提出了更高的要求。传统的超声检测使用的单晶探头检测范围小、声束能量低,对航空涡轮盘中微小缺陷的检测精度不足。超声相控阵检测技术以其具有聚焦、偏转、能量高和多种显示模式的检测优势,近年来被广泛应用在航空涡轮盘的无损检测中。然而,航空涡轮盘件组织结构、几何形状、材料属性复杂均导致超声相控阵检测技术存在问题。因此,改善超声相控阵的声场控制模式以提高检测能力,探求超声相控阵新的定量方法以提高定量精度是航空涡轮盘超声相控阵检测的研究重点,据此开展以下3方面的研究工作:第一,对超声相控阵检测参数进行了优化配置。通过试验方法对比分析了探头频率、阵元数、耦合方式、耦合剂对涡轮盘相控阵检测图像质量的影响。给出了涡轮盘超...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1技术路线

空大学硕士学位论文第1章绪术路线据研究目标及内容，研究制订了相应的技术路线，如图1-1所示：

图2-1相控阵系统基本组成图

通过计算机的延迟处理进行缺陷的扫描成像[41~42]。超声相控阵技术的物弹性动力学中的声学理论。本章主要介绍了超声相控阵的聚焦原理、扫查方式、常用定量方法以及头的聚焦声场特性。概述了超声相控阵的延迟、聚焦及偏转特性、详细控阵的几种显示方式，细致阐述了有限元原理以及超声相控阵有限元....

图2-2脉冲发射和回波接收时的声束形成和时间延迟

学硕士学位论文第2章相控阵超声检测技术超声探头是超声相控阵检测中最关键的部分。超声相控阵个独立的压电晶片发射/接收信号的相位延迟，从而控制合，达到波束偏转、聚焦等多种相控效果，实现对检测声束等声束特性控制的目的。因此，相位延时是超声相控阵技到的某一深度的回波信号获得激励时....

图2-3超声相控阵声束的聚焦

图2-3超声相控阵声束的聚焦是相控阵换能器阵列组合中一维线阵列的声束偏转示意图延时来实现声束位置在试样空间内的偏转。在发射点处于过计算各阵元与发射点的相对位置从而得到声束传播至焦各阵元的发射延时进行调整，以控制声束在空间内的偏转图2-4超声相控阵声束的偏转相控阵扫描及显示....

本文编号：3949854