淬硬层超声检测方法研究
发布时间：2022-10-04 14:43
表面淬火可产生高硬度,高耐磨性的表面淬硬层,而心部仍保持原来良好的韧性,主要用于强化机床主轴、齿轮、齿条和回转支承滚道的表面性能。淬硬层厚度是衡量表面淬火质量的重要指标之一,传统淬硬层厚度检测方法均需破坏淬火材料,导致成本增加、效率降低。超声背向散射方法可实现淬硬层厚度的无损检测,具有很高的研究价值,因此本课题对淬硬层厚度的超声背向散射检测方法进行研究。论文主要研究淬硬层厚度的超声检测基本理论,采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对淬硬层厚度超声检测系统进行仿真;在此基础上搭建淬硬层厚度的超声检测系统;分别对45号钢和42Crmo钢这两种材料的标准试块进行实验,每种材料选取3种淬硬层厚度的实验试块,并对淬硬层厚度的超声检测结果进行数据处理。为了分析超声波在淬火材料中的传播规律以及淬硬层厚度的超声检测结果,论文首先分析了超声波在淬火材料中的散射和衰减与超声波频率的关系以及传播速度与波形的关系;论文应用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对超声检测淬硬层厚度系统进行仿真,仿真中比较了4种不同频率的超声激励信号以及3种探头晶片尺寸对超声背向散射回波的影响,...
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究目的及意义
1.2 表面淬硬层厚度的检测方法
1.2.1 淬硬层厚度的传统检测方法
1.2.2 淬硬层厚度的改进检测方法
1.3 超声检测淬硬层厚度的国内外发展现状
1.4 论文主要工作内容
1.5 论文的章节安排
第2章 淬硬层厚度超声检测理论
2.1 超声波在淬火材料中传播理论
2.1.1 超声波的声场特征量
2.1.2 超声波在淬火材料中的散射
2.1.3 超声波在淬火材料中的衰减理论
2.1.4 超声波在淬火材料中的传播速度
2.2 超声波检测探头分析
2.3 本章小结
第3章 超声检测淬硬层厚度的仿真研究
3.1 COMSOL Multiphysics有限元仿真介绍
3.2 淬火材料仿真模型建立
3.2.1 建立未淬火和淬火仿真模型
3.2.2 淬火材料属性定义
3.2.3 淬火材料加载载荷和网格划分
3.2.4 淬火材料中超声传播的模型求解
3.3 频率变化对超声散射回波影响仿真
3.4 超声探头尺寸对超声散射回波影响仿真
3.5 过渡层对超声散射结果影响仿真
3.6 本章小结
第4章 淬硬层厚度超声检测实验系统搭建
4.1 淬火标准试块制作及其金相分析
4.2 淬硬层层厚度超声检测实验方法
4.3 淬硬层厚度超声检测实验装置选择
4.3.1 淬硬层厚度超声检测探头的选择
4.3.2 淬硬层厚度检测的超声发射和接收装置
4.4 淬硬层厚度检测探头参数选取
4.4.1 探头频率的选取
4.4.2 探头焦距的选取
4.4.3 探头晶片尺寸的选取
4.5 淬硬层厚度超声检测实验结果
4.6 本章小结
第5章 淬硬层超声检测数据处理方法研究
5.1 希尔伯特包络提取在超声检测淬硬层厚度中的应用
5.2 去噪理论在淬硬层厚度超声检测中的应用
5.2.1 三种去噪理论分析
5.2.2 淬硬层厚度超声检测去噪结果分析
5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电磁超声横波的铝板厚度检测技术[J]. 杨理践,诸海博,邢燕好,刘斌. 无损探伤. 2016(04)
[2]感应淬火硬化层深度超声波检测方法的适用性[J]. 孙小东,王云广,端木培兰,尤蕾蕾. 轴承. 2016(08)
[3]淬火硬化层深度的超声波测量[J]. 关元清. 建筑机械. 2015(06)
[4]表面处理技术在提高塑料模具使用寿命中的应用[J]. 王长来. 科技资讯. 2014(19)
[5]超声无损评价金属材料晶粒尺寸的研究[J]. 贺西平,田彦平,张宏普. 声学技术. 2013(06)
[6]基于COMSOL的声表面波器件仿真[J]. 阮鹏,陈智军,付大丰,张亦居,王萌阳. 测试技术学报. 2012(05)
[7]基于Hilbert变换的信号包络提取方法研究[J]. 王光荣. 中国科技信息. 2012(01)
[8]原始带状组织对感应淬火硬化层深度检测的影响[J]. 刘润生. 热处理. 2010(03)
[9]长输管道超声波在线检测技术探讨[J]. 张克文. 石油化工安全环保技术. 2010(03)
[10]40Cr钢淬硬层深度的涡流无损检测[J]. 王春艳,陈铁群,宋雷,李彦霞. 无损探伤. 2007(06)
博士论文
[1]基于水下小平台的被动声探测定位技术研究[D]. 陈川.哈尔滨工程大学 2013
[2]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
硕士论文
[1]基于超声波的45钢淬硬层无损检测技术初探[D]. 石建城.安徽工业大学 2016
[2]等离子弧表面淬火热源参数计算及工艺参数优化研究[D]. 夏迅洁.中国科学技术大学 2016
[3]TR公司曲轴淬硬层检测改进研究[D]. 刘劲松.山东大学 2015
[4]离散元—有限元耦合应用关键技术研究[D]. 尹超.青岛科技大学 2015
[5]超声波泥水密度检测影响因素的研究[D]. 胡宇.沈阳工业大学 2014
[6]换热器管板角焊缝相控阵列超声检测技术研究[D]. 钱盛杰.浙江工业大学 2013
[7]超声缺陷回波信号小波阈值去噪方法研究[D]. 张燕.南京邮电大学 2012
[8]基于超声波的无缝线路断轨检测系统[D]. 吕进.北京交通大学 2011
[9]碳纤维/树脂基复合材料冲击损伤无损检测工艺研究[D]. 王丹.南昌航空大学 2011
[10]扩散条件下巷道中煤层阴燃传播过程及其传播模型的研究[D]. 王瑞智.内蒙古科技大学 2011
本文编号：3685220
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究目的及意义
1.2 表面淬硬层厚度的检测方法
1.2.1 淬硬层厚度的传统检测方法
1.2.2 淬硬层厚度的改进检测方法
1.3 超声检测淬硬层厚度的国内外发展现状
1.4 论文主要工作内容
1.5 论文的章节安排
第2章 淬硬层厚度超声检测理论
2.1 超声波在淬火材料中传播理论
2.1.1 超声波的声场特征量
2.1.2 超声波在淬火材料中的散射
2.1.3 超声波在淬火材料中的衰减理论
2.1.4 超声波在淬火材料中的传播速度
2.2 超声波检测探头分析
2.3 本章小结
第3章 超声检测淬硬层厚度的仿真研究
3.1 COMSOL Multiphysics有限元仿真介绍
3.2 淬火材料仿真模型建立
3.2.1 建立未淬火和淬火仿真模型
3.2.2 淬火材料属性定义
3.2.3 淬火材料加载载荷和网格划分
3.2.4 淬火材料中超声传播的模型求解
3.3 频率变化对超声散射回波影响仿真
3.4 超声探头尺寸对超声散射回波影响仿真
3.5 过渡层对超声散射结果影响仿真
3.6 本章小结
第4章 淬硬层厚度超声检测实验系统搭建
4.1 淬火标准试块制作及其金相分析
4.2 淬硬层层厚度超声检测实验方法
4.3 淬硬层厚度超声检测实验装置选择
4.3.1 淬硬层厚度超声检测探头的选择
4.3.2 淬硬层厚度检测的超声发射和接收装置
4.4 淬硬层厚度检测探头参数选取
4.4.1 探头频率的选取
4.4.2 探头焦距的选取
4.4.3 探头晶片尺寸的选取
4.5 淬硬层厚度超声检测实验结果
4.6 本章小结
第5章 淬硬层超声检测数据处理方法研究
5.1 希尔伯特包络提取在超声检测淬硬层厚度中的应用
5.2 去噪理论在淬硬层厚度超声检测中的应用
5.2.1 三种去噪理论分析
5.2.2 淬硬层厚度超声检测去噪结果分析
5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电磁超声横波的铝板厚度检测技术[J]. 杨理践,诸海博,邢燕好,刘斌. 无损探伤. 2016(04)
[2]感应淬火硬化层深度超声波检测方法的适用性[J]. 孙小东,王云广,端木培兰,尤蕾蕾. 轴承. 2016(08)
[3]淬火硬化层深度的超声波测量[J]. 关元清. 建筑机械. 2015(06)
[4]表面处理技术在提高塑料模具使用寿命中的应用[J]. 王长来. 科技资讯. 2014(19)
[5]超声无损评价金属材料晶粒尺寸的研究[J]. 贺西平,田彦平,张宏普. 声学技术. 2013(06)
[6]基于COMSOL的声表面波器件仿真[J]. 阮鹏,陈智军,付大丰,张亦居,王萌阳. 测试技术学报. 2012(05)
[7]基于Hilbert变换的信号包络提取方法研究[J]. 王光荣. 中国科技信息. 2012(01)
[8]原始带状组织对感应淬火硬化层深度检测的影响[J]. 刘润生. 热处理. 2010(03)
[9]长输管道超声波在线检测技术探讨[J]. 张克文. 石油化工安全环保技术. 2010(03)
[10]40Cr钢淬硬层深度的涡流无损检测[J]. 王春艳,陈铁群,宋雷,李彦霞. 无损探伤. 2007(06)
博士论文
[1]基于水下小平台的被动声探测定位技术研究[D]. 陈川.哈尔滨工程大学 2013
[2]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
硕士论文
[1]基于超声波的45钢淬硬层无损检测技术初探[D]. 石建城.安徽工业大学 2016
[2]等离子弧表面淬火热源参数计算及工艺参数优化研究[D]. 夏迅洁.中国科学技术大学 2016
[3]TR公司曲轴淬硬层检测改进研究[D]. 刘劲松.山东大学 2015
[4]离散元—有限元耦合应用关键技术研究[D]. 尹超.青岛科技大学 2015
[5]超声波泥水密度检测影响因素的研究[D]. 胡宇.沈阳工业大学 2014
[6]换热器管板角焊缝相控阵列超声检测技术研究[D]. 钱盛杰.浙江工业大学 2013
[7]超声缺陷回波信号小波阈值去噪方法研究[D]. 张燕.南京邮电大学 2012
[8]基于超声波的无缝线路断轨检测系统[D]. 吕进.北京交通大学 2011
[9]碳纤维/树脂基复合材料冲击损伤无损检测工艺研究[D]. 王丹.南昌航空大学 2011
[10]扩散条件下巷道中煤层阴燃传播过程及其传播模型的研究[D]. 王瑞智.内蒙古科技大学 2011
本文编号：3685220
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3685220.html
