等厚铝/铝黏接结构的超声脉冲反射信号

针对黏接结构存在缺陷的问题,对等厚铝/铝黏接结构的超声界面模型及传播路径进行分析,得到黏接良好部位与黏接不良部位的脉冲反射信号,构造模拟回波信号。改变黏接良好部位及不良部位的黏接层厚度,并观察第5次回波信号幅值。结果表明:黏接不良部位第5次回波幅值显著低于黏接良好区域的幅值,且该回波幅值不受黏接层厚度以及残留粘胶厚度的影响,故可将第5次回波幅值作为判据来判断黏接结构是否存在黏接不良缺陷。     

复杂结构焊缝的非线性超声检测方法

振动声调制技术是一种新出现非线性超声无损检测方法. 文中简要介绍了此技术的检测原理,并对其在复杂结构焊缝质量检测中的应用进行了初步研究. 制作了小径管座角焊缝试样,分别在单频激励和扫频激励条件下进行检测. 结果表明,缺陷试样的调制强度均高于参考试样,且在特定高频频率范围内,二者差别显著,更有利于焊缝质量判别. 而采用扫频技术可快速得到合适的高频频率范围,提高检测效率. 与超声C扫描检测结果相比,采用振动声调制技术对小径管座角焊缝进行检测是可行的,但缺陷的定位定量分析等问题还需要进一步研究.     

二维结构中亚波长缺陷的超声特征

在复合材料中,对于亚波长缺陷的检测还比较困难。基于包含铝和水的二维结构,通过时域有限差分法仿真研究了亚波长缺陷的超声特征,结果表明:当缺陷尺寸和缺陷间排列位置改变时,超声反射信号波形出现了相应的改变,这可以用于从反射回波中提取特征,从而确定亚波长缺陷的尺寸及排列位置。     

碳纤维复合材料疲劳损伤的非线性超声评价方法

对T700型碳纤维复合材料进行不同应力比作用下的疲劳损伤试验,利用非线性超声检测技术对施加不同疲劳周次后的试件进行测量,以获取不同工况下复合材料疲劳损伤过程中的非线性系数。结果表明,疲劳试件在疲劳寿命的50%左右时,相对非线性系数对材料特性的影响程度比较大,可以作为材料疲劳损伤评价的特征参量之一。     

板状结构缺陷电磁超声导波检测技术研究进展

概述了国内外板状结构缺陷电磁超声导波检测技术的研究进展。从激发兰姆波的电磁超声换能器(EMAT)技术、EMAT的优化设计、超声导波聚焦、EMAT接收信号超声波成像技术等方面,对板状结构缺陷无损检测技术取得的突破进行了评述。提出了有待进一步解决的问题。     

基于超声C扫描的复杂结构焊缝缺陷检测

受工件结构影响,复杂结构电子束焊缝往往不具备射线检测条件,采用超声C扫描检测方法可有效地对其进行检测,对未焊透缺陷定位,并检测焊缝熔深,是焊缝内部质量检测的有效手段。通过超声波声场仿真模拟,优化探头参数,获得较强的焊缝区声场强度,并利用焊接试件验证超声C扫描检测工艺可靠性,检测灵敏度可达φ3 mm-9 dB缺陷当量。结果表明,超声C扫描检测技术对电子束焊缝未焊透缺陷检出率和灵敏度高,结合C扫描图像可准确检出焊缝熔深。通过破坏性试验分析比对发现,未焊透缺陷定位准确,焊缝熔深检测误差约4%,结果可靠。     

复合材料层压结构超声相控阵检测的缺陷定量表征

使用便携式超声相控阵设备及两个几何参数不同的线性阵列换能器对埋有6mm和9mm人工缺陷的碳纤维复合材料层压板试块进行检测,分别进行了非聚焦线性扫查和聚焦线性扫查,并对C扫成像进行分析。结果表明:在非聚焦线性扫查情况下,其扫查缺陷尺寸的准确性与换能器晶元长度和孔径长度有紧密关系,试验结果与理论分析一致;而在聚焦线性扫查情况下,其扫查缺陷尺寸的准确性不再受孔径数过大的影响。     

铸造铝合金针孔缺陷的超声无损检测与评价

针孔是铸造铝合金材料中最为常见的缺陷之一,目前工业生产中通常采用随机抽样金相目视比较法检测铸铝中的针孔,并评定缺陷等级。该方法具有费时费力、受人为主观因素影响较大等诸多不足之处。采用超声无损检测的方法,通过采集不同针孔等级试样中的超声信号,计算出纵波速度、横波速度及衰减系数等参量,总结这些参量与针孔缺陷的联系及变化规律,实现对针孔等级的评价。试验结果证明,利用超声无损方法检测并评价铸造铝合金的针孔缺陷是可行的,并且具有快速客观准确等优点。     

Cr-Mo-V钢焊接接头塑性损伤的非线性超声评价

采用非线性超声纵波技术对汽轮机转子钢30Cr2Ni4MoV焊接接头不同程度塑性损伤试样进行了超声非线性信号的检测.结果表明,超声非线性参数随着焊接接头试样塑性应变或损伤的加剧而显著上升;对于同一加载情况下的试样,与母材和热影响区相比,焊缝中心的非线性参数变化最大.同时,利用透射电子显微镜对不同塑性应变焊缝中心微观结构进行观察,发现位错密度的增加是导致非线性参数随着塑性应变增大的主要原因.     

基于非线性超声无损评价304不锈钢晶间腐蚀敏感性

利用非线性超声检测并结合电化学动电位测试技术研究了304不锈钢敏化态与腐蚀态的无损表征。结果表明:随敏化时间的延长和敏化温度的升高,归一化非线性系数呈现增大趋势;皮尔森相关系数表明非线性系数与EPR测试具有良好的相关性,因此利用非线性超声参量评价304不锈钢晶间腐蚀敏感性是可行的;值得一提的是随腐蚀时间的延长,固溶态样品的非线性系数几乎无变化;两种敏化态样品的非线性系数则呈现相似的单调递减的趋势;且敏化时间越长,其非线性系数的下降越显著,这意味着利用非线性系数β表征不锈钢的耐腐蚀性是可行的。     

微裂纹群损伤的超声非线性评价数值仿真

材料早期力学性能退化总是伴随着某种形式的材料非线性力学行为,从而导致超声非线性特征,即高频谐波的产生。建立长度小于半波长的随机分布微裂纹群模型以描述材料早期损伤状态,计算了微裂纹群超声非线性特征,分析了衍射效应对超声非线性特征的影响。计算结果表明,在早期损伤几乎未对材料性能造成影响的情况下,检测信号已经表现出明显非线性特征;随着裂纹数量的增加,二次声源叠加产生更为复杂的频率成分,显著影响超声非线性特征。研究工作可为材料早期损伤评价提供技术支撑。     

PE管热氧老化的非线性超声评价方法

聚乙烯管道（PE管）广泛应用于城市高压燃气输送,由于服役环境恶劣,其加速老化导致的突发性破坏严重影响了城市生产和生活秩序。本研究提出PE管道及其熔焊焊缝老化的非线性超声检测方法,设计专用非线性超声检测方法并构建试验系统,提取加速老化前后管材及其焊缝的非线性超声检测特征参数,分析比较各特征参数对于管材及焊缝的表征能力。结果表明：焊缝的组织结构和几何形状的复杂性和局部差异性导致超声检测特征参数在表征焊缝老化时具有较大波动性,通过多次试验取均值的方法降低了波动影响;尽管老化后管道和焊缝的基波幅度和二次谐波幅度降低,但老化后熔焊接头和管材的非线性超声检测系数分别比老化前增大了156.5%、132.1%,非线性系数标准差分别增大157.1%、81.3%;非线性超声检测技术有望用于管道热氧老化损伤的无损检测中。     

层压板和蜂窝结构粘接缺陷的超声C扫描检测

介绍了用某超声C扫描检测设备检测碳纤维环氧层压板、碳环氧板纸蜂窝粘接结构、铝板铝蜂窝粘接结构三种材料粘接缺陷的试验结果。试验用的试块带有4,10,16mm三种尺寸的人工缺陷,用于模拟各种脱粘缺陷。采用喷水探头透射法,用5MHz超声检测层压板,用1MHz超声检测蜂窝结构,都得到了人工缺陷的清晰准确的C扫描图。对于厚度为135mm的纸蜂窝结构,因超声衰减太大,尚不能检测。     

复杂结构电子束焊缝超声无损评价

采用超声C扫描成像方法检测了复杂结构电子束焊缝.根据这类焊接结构的特点,采用模拟试件,代替真实试件,简化了试验条件.着重分析了大深宽比工件内超声的传播特性,在此基础上,经反复试验研制了聚焦效果较好的声透镜,将声透镜应用于平探头上进行检测试验,为了验证检测结果的可靠性,对试件上典型位置进行了破坏性试验分析.结果表明:自制探头的检测灵敏度较高,超声检测结果与界面缺陷分布情况具有较好的一致性,说明超声C扫描成像检测方法是电子束焊缝质量评价的有效手段.     

搅拌摩擦加工CNTs/Al复合材料超声非线性评价

采用搅拌摩擦加工法制备碳纳米管增强铝基复合材料,针对产生的微观碳纳米管团聚缺陷,提出运用非线性超声检测方法对其进行无损评价. 根据非线性波动理论,采用二阶弹性常数作为非线性测量参数,并结合带通滤波技术设计了非线性超声检测试验系统,通过测量碳纳米管团聚程度不一样的复合材料的二阶非线性系数,得到随着碳纳米管团聚程度的加剧,二阶非线性系数呈递增趋势. 结果表明,证明采用非线性超声检测方法有望对微观碳纳米管团聚缺陷实现有效评价.     

薄壁十字交叉激光焊结构缺陷超声Lamb波检测

为了有效识别薄壁十字激光焊结构中未焊透缺陷,开展了超声Lamb波法检测研究. 采用有限元分析方法模拟了A0和S0模态Lamb波在薄壁中与缺陷的作用结果,对缺陷尺寸与回波反射系数的关系进行了预测. 在此基础上,进行仿真结合试验,确定了不同模态Lamb波的入射点、激励角度,探讨了A0和S0模态Lamb波用于识别1.9 mm厚薄板十字激光焊接结构未焊透缺陷的可行性,并获得了超声Lamb波反射系数与缺陷尺寸的关系. 结果表明,仿真研究和试验实测结果的趋势具有较好的一致性. 采用超声Lamb波检测时,A0模态波能够有效检测十字焊接结构中的未焊透缺陷,且可一定程度上表征缺陷的尺寸;而S0模态波对结构中的未焊透缺陷不易于识别.     

固体火箭发动机黏接壳体超声C扫描检测系统研制与应用

针对某固体火箭发动机燃烧室壳体与绝热层黏接质量批量化检测需求,研制了自动化超声C扫描检测系统,来代替传统的人工A扫描检测,经对比试块工艺试验及实际产品的检测应用验证,结果表明,所研制系统的检测灵敏度和稳定性能够满足该类产品的批量化检测需求,具有广泛的工程推广应用价值。     

构件裂纹缺陷的超声识别

将小波包多分辨率分析与能量谱相结合,提出了两种金属材料缺陷特征提取的方法,即能量-裂纹法和小波包-功率谱法.能量-裂纹法选取最能反映缺陷特征的能量特征向量作为特征参数,进行缺陷的识别.小波包-功率谱法需要找到小波包分解中对裂纹缺陷最敏感的结点,然后对其进行功率谱分析,从而可以很明显地区分出有无裂纹的信号以及裂纹类型.以航天发射塔架钢连接构件疲劳裂纹超声信号为例,对这两种方法进行验证,表明是行之有效的特征提取方法,为金属材料缺陷检测与识别开拓了新的思路.     

超声相控阵缺陷评判分析

超声相控阵技术的缺陷分析及评判是超声相控阵技术应用的关键点。本文介绍了超声相控阵图像显示缺陷的特点,分析了不同相控阵扫描模式缺陷显示特征以及能够得到的缺陷数据信息,介绍了目前国内外超声相控阵技术缺陷评判标准的现状,重点分析了使用超声相控阵技术评判缺陷的局限性以及需要注意的细节,提出了弥补超声相控阵技术局限性的思路。     

大厚度复合材料结构的超声相控阵检测成像与缺陷定量表征

使用便携式超声相控阵设备对厚度为22.92mm的碳纤维复合材料层压板对比试块进行检测,对其中埋有6,9,12 mm的人工缺陷进行C扫描成像。结果表明:在超声相控阵检测中,同种介质内不同尺寸缺陷所得TCG曲线趋势相同且趋于重合;三种不同成像方式都能准确一致地对缺陷尺寸进行判定,根据其自身成像的特点,配合使用这几种成像方式,可以达到最佳检测评判效果。