铝合金损伤非线性超声检测的影响因素研究和应用
发布时间：2021-09-04 06:21
6082铝合金属于6系（Al-Mg-Si）铝合金,可热处理强化,具备中等强度和良好的焊接性、耐腐蚀性,广泛应用于交通运输和结构工程工业。工程结构在服役过程中不可避免会受到损伤,尽早地对工程结构损伤进行定量、定位从而做出预案,对确保结构安全服役是非常重要的。近期研究表明,非线性超声技术有望成为一种可靠的无损检测手段。本文系统地介绍了材料损伤的非线性检测原理,以6082铝合金为研究对象,利用自行搭建的非线性超声检测系统,重点研究了在实际应用中可能遇到的非缺陷因素对非线性超声检测的影响,包括传播距离、应力、温度、表面粗糙度以及第二相析出物。另外,制备了不同塑性损伤的试样,分别测量了各个试样的线性超声系数（声速、声衰减）以及非线性系数,分析比较了它们对塑性损伤的敏感程度。研究结果表明:在6082-T6铝合金的塑性损伤过程中,线性超声系数的变化并不明显,声速的相对变化量约为5.7%,声衰减系数的相对变化量约为5%,而非线性超声系数则变化明显,在塑性损伤过程中呈明显上升趋势,纵波、表面波的非线性超声系数较原始试样分别增加了2.17倍和5.01倍。因此可以得出结论:非线性超声比线性超声更加适用于检测...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非线性超声检测的原理
西南交通大学硕士研究生学位论文 第5页疲劳是工程结构的主要失效形式，因此对材料在疲劳损伤条件下，其力学性能退化、失效以及寿命预测等方面的非线性超声技术实验研究成为研究者们的研究重点[45]。Kim[30]等人分别对镍基合金的低周和高周的疲劳过程进行了非线性超声纵波和表面波的检测。图 1-2 是实验结果，通过拟合曲线可以观察到：随着疲劳周次的增加，非线性系数都有显著的增大，低周疲劳下拟合曲线变化趋势呈下凹形，高周疲劳数据的离散度比低周疲劳更大，拟合曲线变化趋势呈下凹型。
西南交通大学硕士研究生学位论文 的研究中发现非线性系数拐点出现在 60％的疲劳寿命处，通过断裂出非线性系数的变化与位错的演变以及裂纹扩展密切相关的观点。蠕变损伤损伤是指在应力不改变的情况下，材料应变随着时间延长而发生变高温环境下，是在高温环境下服役的材料最主要的失效形式。材料的位错、空隙以及析出物的形成，都是非线性超声的主要信号源头声已经应用于蠕变损伤的评估。
【参考文献】：
期刊论文
[1]疲劳循环对A7005铝合金型材组织与力学性能的影响[J]. 谭谦,邓运来,王冯权,单朝军. 热加工工艺. 2017(18)
[2]Experimental and numerical studies of nonlinear ultrasonic responses on plastic deformation in weld joints[J]. 项延训,朱武军,邓明晰,轩福贞. Chinese Physics B. 2016(02)
[3]基于应力波因子的金属材料表面塑性损伤检测[J]. 税国双,黄蓬. 材料工程. 2013(11)
[4]非线性超声检测镁合金早期疲劳的试验研究[J]. 颜丙生,刘自然,张跃春,汤宝平. 机械工程学报. 2013(04)
[5]金属材料表面涂层损伤的非线性超声评价[J]. 税国双,汪越胜. 固体火箭技术. 2012(05)
[6]非线性超声检测镁合金疲劳的仿真和试验[J]. 吴斌,颜丙生. 振动.测试与诊断. 2012(01)
[7]动态压缩LY12铝合金微结构的XRD线形分析[J]. 樊志剑,宋振飞,肖大武,陈波. 金属学报. 2011(05)
[8]AZ31镁合金早期力学性能退化非线性超声检测[J]. 吴斌,颜丙生,何存富,焦敬品. 航空材料学报. 2011(01)
[9]脉冲反转技术在金属疲劳损伤非线性超声检测中的应用[J]. 吴斌,颜丙生,何存富,李佳锐. 声学技术. 2010(05)
[10]纳米贝氏体钢中的位错密度测定[J]. 李洪岩,金学军. 上海交通大学学报. 2010(05)
博士论文
[1]合金钢显微组织超声无损表征研究[D]. 林莉.大连理工大学 2003
[2]Al-Mg-Si系合金组织性能[D]. 何立子.东北大学 2001
硕士论文
[1]金属疲劳微损伤的非线性超声检测技术研究[D]. 赵娜.中北大学 2015
[2]基于无损检测的结构钢机械性能退化研究[D]. 李常武.北京交通大学 2013
[3]金属材料拉伸变形下的超声非线性特性研究[D]. 弓飞.北京交通大学 2010
[4]超声非线性的理论与实验研究[D]. 曾昱.北京交通大学 2008
[5]超声导波技术在管道缺陷检测中的研究[D]. 宋志东.天津大学 2006
本文编号：3382737
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非线性超声检测的原理
西南交通大学硕士研究生学位论文 第5页疲劳是工程结构的主要失效形式，因此对材料在疲劳损伤条件下，其力学性能退化、失效以及寿命预测等方面的非线性超声技术实验研究成为研究者们的研究重点[45]。Kim[30]等人分别对镍基合金的低周和高周的疲劳过程进行了非线性超声纵波和表面波的检测。图 1-2 是实验结果，通过拟合曲线可以观察到：随着疲劳周次的增加，非线性系数都有显著的增大，低周疲劳下拟合曲线变化趋势呈下凹形，高周疲劳数据的离散度比低周疲劳更大，拟合曲线变化趋势呈下凹型。
西南交通大学硕士研究生学位论文 的研究中发现非线性系数拐点出现在 60％的疲劳寿命处，通过断裂出非线性系数的变化与位错的演变以及裂纹扩展密切相关的观点。蠕变损伤损伤是指在应力不改变的情况下，材料应变随着时间延长而发生变高温环境下，是在高温环境下服役的材料最主要的失效形式。材料的位错、空隙以及析出物的形成，都是非线性超声的主要信号源头声已经应用于蠕变损伤的评估。
【参考文献】：
期刊论文
[1]疲劳循环对A7005铝合金型材组织与力学性能的影响[J]. 谭谦,邓运来,王冯权,单朝军. 热加工工艺. 2017(18)
[2]Experimental and numerical studies of nonlinear ultrasonic responses on plastic deformation in weld joints[J]. 项延训,朱武军,邓明晰,轩福贞. Chinese Physics B. 2016(02)
[3]基于应力波因子的金属材料表面塑性损伤检测[J]. 税国双,黄蓬. 材料工程. 2013(11)
[4]非线性超声检测镁合金早期疲劳的试验研究[J]. 颜丙生,刘自然,张跃春,汤宝平. 机械工程学报. 2013(04)
[5]金属材料表面涂层损伤的非线性超声评价[J]. 税国双,汪越胜. 固体火箭技术. 2012(05)
[6]非线性超声检测镁合金疲劳的仿真和试验[J]. 吴斌,颜丙生. 振动.测试与诊断. 2012(01)
[7]动态压缩LY12铝合金微结构的XRD线形分析[J]. 樊志剑,宋振飞,肖大武,陈波. 金属学报. 2011(05)
[8]AZ31镁合金早期力学性能退化非线性超声检测[J]. 吴斌,颜丙生,何存富,焦敬品. 航空材料学报. 2011(01)
[9]脉冲反转技术在金属疲劳损伤非线性超声检测中的应用[J]. 吴斌,颜丙生,何存富,李佳锐. 声学技术. 2010(05)
[10]纳米贝氏体钢中的位错密度测定[J]. 李洪岩,金学军. 上海交通大学学报. 2010(05)
博士论文
[1]合金钢显微组织超声无损表征研究[D]. 林莉.大连理工大学 2003
[2]Al-Mg-Si系合金组织性能[D]. 何立子.东北大学 2001
硕士论文
[1]金属疲劳微损伤的非线性超声检测技术研究[D]. 赵娜.中北大学 2015
[2]基于无损检测的结构钢机械性能退化研究[D]. 李常武.北京交通大学 2013
[3]金属材料拉伸变形下的超声非线性特性研究[D]. 弓飞.北京交通大学 2010
[4]超声非线性的理论与实验研究[D]. 曾昱.北京交通大学 2008
[5]超声导波技术在管道缺陷检测中的研究[D]. 宋志东.天津大学 2006
本文编号：3382737
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3382737.html
