细径棒材自动化相控阵超声成像检测技术的研究
发布时间：2021-05-20 21:30
细径棒材作为重要的基础性原材料,在国民经济、国防建设和高新技术等相关领域具有广泛的应用。细径棒材坯料中常常存在孔洞或夹杂物,在经过锻造和轧制等生产过程中容易产生各类缺陷,并且高温、高压和高速的工作环境以及交变载荷的作用将会加速缺陷的延展导致结构失效,因而可能会产生严重的事故甚至造成人员伤亡。因此,必须采用先进的无损检测手段对其质量进行监控。然而,在众多无损检测技术中,超声无损检测技术以其穿透性强、分辨率和检测灵敏度高、携带信息丰富以及对人体安全无害等优势,已成为细径棒材缺陷检测及其质量监控最为有效的手段,并正朝基于待检棒材机械平动和检测声束周向全覆盖电子偏转的复合式扫查相控阵超声成像检测方向发展。但对于横向缺陷,采用声束周向全覆盖电子偏转的扫查成像还存在诸多的技术挑战,而面对细径棒材及带油漆涂层的细径棒材表面及近表面横向缺陷,如何有效实施相控阵超声成像检测,仍有待进一步探索。为此,本论文结合国家自然科学基金项目“圆柱类部件高性能自动化相控阵超声成像检测理论与技术的研究”（NO.51675480）,提出开展细径棒材自动化相控阵超声成像检测技术的研究。在了解国内外相关技术的研究现状及发展趋...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文的研究背景与意义
1.1.1 研究现状及其发展趋势
1.1.2 存在的问题及对策分析
1.2 本文研究内容和章节安排
第二章 细径棒材相控阵超声检测理论基础及系统总体方案
2.1 引言
2.2 圆柱类部件内声波信号传播模型
2.2.1 圆柱坐标系下波动方程的建立与求解
2.2.2 圆柱介质内声波的传播特性
2.3 细径棒材的缺陷种类及其检测方法
2.4 细径棒材自动化相控阵超声成像检测系统总体方案
2.4.1 功能目标
2.4.2 总体方案
2.5 本章小结
第三章 面向横伤检测的斜凹面相控阵超声换能器优化设计
3.1 引言
3.2 细径棒材相控阵超声成像检测方式确定
3.2.1 常规扫查
3.2.2 复合式扫查
3.3 斜凹面相控阵超声换能器的设计与优化
3.3.1 斜凹面相控阵超声换能器的方案设计
3.3.2 斜凹面相控阵超声换能器声场的计算
3.3.3 斜凹面超声换能器参数的优化
3.4 本章小结
第四章 基于相控阵超声成像的细径棒材横伤检测技术
4.1 引言
4.2 叠层圆柱结构中相控阵超声波束的合成与控制
4.3 细径棒材横伤相控阵超声成像检测技术
4.3.1 细径棒材横伤的相控阵超声检测声束聚焦法则
4.3.2 相控阵超声检测信号预处理及成像结果表征
4.4 本章小结
第五章 细径棒材自动化相控阵超声成像检测系统
5.1 引言
5.2 系统研发
5.2.1 硬件模块
5.2.2 软件模块
5.2.3 系统集成
5.3 实验研究
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]Φ50 mm钢棒的超声C扫描检测方法研究[J]. 许萌,杨剑锋,王巍. 机械研究与应用. 2018(04)
[2]超声纵波垂直入射波型转换的讨论[J]. 魏荣帅,邓显余. 无损检测. 2018(02)
[3]大断面轴承钢棒材超快速冷却工业化试验[J]. 孙艳坤,张威,吴迪. 钢铁研究学报. 2017(03)
[4]一种精确计算换能器空间脉冲响应的快速方法[J]. 董明,马宏伟,陈渊,杨平,张广明. 声学学报. 2015(06)
[5]基于矩形换能器空间脉冲响应的相控阵声场研究[J]. 马宏伟,董明,陈渊,张旭辉. 机械工程学报. 2014(18)
[6]航空复合材料先进超声无损检测技术[J]. 周正干,肖鹏,刘航航. 航空制造技术. 2013(04)
[7]超声无损检测技术的研究进展[J]. 敬人可,李建增,周海林. 国外电子测量技术. 2012(07)
[8]QNDE的核心科学与工程基础进展（英文）[J]. Donald O.Thompson. 无损检测. 2010(08)
[9]固体超声声速的脉冲反射法测量[J]. 张毅,蔡灵仓,毕延. 无损检测. 2010(06)
[10]高速钢轧辊在线棒材轧机应用现状及发展前景[J]. 宫开令. 轧钢. 2008(02)
博士论文
[1]管道环焊缝焊接缺陷相控阵超声检测系统研究[D]. 白世武.天津大学 2010
硕士论文
[1]基于合成孔径聚焦算法的空心轴检测研究[D]. 赵梦林.西南交通大学 2017
[2]棒材表面裂纹涡流检测方法的研究[D]. 崔雨.东北大学 2011
[3]大型锻件的超声波检测[D]. 康洪涛.重庆理工大学 2010
[4]电涡流检测的正向问题研究及检测系统的通信设计[D]. 武海鑫.浙江大学 2007
本文编号：3198461
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文的研究背景与意义
1.1.1 研究现状及其发展趋势
1.1.2 存在的问题及对策分析
1.2 本文研究内容和章节安排
第二章 细径棒材相控阵超声检测理论基础及系统总体方案
2.1 引言
2.2 圆柱类部件内声波信号传播模型
2.2.1 圆柱坐标系下波动方程的建立与求解
2.2.2 圆柱介质内声波的传播特性
2.3 细径棒材的缺陷种类及其检测方法
2.4 细径棒材自动化相控阵超声成像检测系统总体方案
2.4.1 功能目标
2.4.2 总体方案
2.5 本章小结
第三章 面向横伤检测的斜凹面相控阵超声换能器优化设计
3.1 引言
3.2 细径棒材相控阵超声成像检测方式确定
3.2.1 常规扫查
3.2.2 复合式扫查
3.3 斜凹面相控阵超声换能器的设计与优化
3.3.1 斜凹面相控阵超声换能器的方案设计
3.3.2 斜凹面相控阵超声换能器声场的计算
3.3.3 斜凹面超声换能器参数的优化
3.4 本章小结
第四章 基于相控阵超声成像的细径棒材横伤检测技术
4.1 引言
4.2 叠层圆柱结构中相控阵超声波束的合成与控制
4.3 细径棒材横伤相控阵超声成像检测技术
4.3.1 细径棒材横伤的相控阵超声检测声束聚焦法则
4.3.2 相控阵超声检测信号预处理及成像结果表征
4.4 本章小结
第五章 细径棒材自动化相控阵超声成像检测系统
5.1 引言
5.2 系统研发
5.2.1 硬件模块
5.2.2 软件模块
5.2.3 系统集成
5.3 实验研究
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]Φ50 mm钢棒的超声C扫描检测方法研究[J]. 许萌,杨剑锋,王巍. 机械研究与应用. 2018(04)
[2]超声纵波垂直入射波型转换的讨论[J]. 魏荣帅,邓显余. 无损检测. 2018(02)
[3]大断面轴承钢棒材超快速冷却工业化试验[J]. 孙艳坤,张威,吴迪. 钢铁研究学报. 2017(03)
[4]一种精确计算换能器空间脉冲响应的快速方法[J]. 董明,马宏伟,陈渊,杨平,张广明. 声学学报. 2015(06)
[5]基于矩形换能器空间脉冲响应的相控阵声场研究[J]. 马宏伟,董明,陈渊,张旭辉. 机械工程学报. 2014(18)
[6]航空复合材料先进超声无损检测技术[J]. 周正干,肖鹏,刘航航. 航空制造技术. 2013(04)
[7]超声无损检测技术的研究进展[J]. 敬人可,李建增,周海林. 国外电子测量技术. 2012(07)
[8]QNDE的核心科学与工程基础进展（英文）[J]. Donald O.Thompson. 无损检测. 2010(08)
[9]固体超声声速的脉冲反射法测量[J]. 张毅,蔡灵仓,毕延. 无损检测. 2010(06)
[10]高速钢轧辊在线棒材轧机应用现状及发展前景[J]. 宫开令. 轧钢. 2008(02)
博士论文
[1]管道环焊缝焊接缺陷相控阵超声检测系统研究[D]. 白世武.天津大学 2010
硕士论文
[1]基于合成孔径聚焦算法的空心轴检测研究[D]. 赵梦林.西南交通大学 2017
[2]棒材表面裂纹涡流检测方法的研究[D]. 崔雨.东北大学 2011
[3]大型锻件的超声波检测[D]. 康洪涛.重庆理工大学 2010
[4]电涡流检测的正向问题研究及检测系统的通信设计[D]. 武海鑫.浙江大学 2007
本文编号：3198461
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