基于多通道时间反转Lamb波的铝板小缺陷检测

超声Lamb波具有传播距离远、衰减小等特点,广泛应用于板结构的无损检测。将Lamb波检测技术与时间反转理论相结合,能提高铝板中小缺陷的检测能力。采用多通道时间反转板中Lamb波聚焦方法对1mm厚的铝板中直径0.8mm通孔缺陷进行检测,检测结果显示多通道时间反转检测信号中形成了两处明显的聚焦,即直达波和缺陷回波聚焦,证明此方法有效提高了检测分辨铝板小缺陷的能力。最后通过直达波、缺陷回波两处聚焦的时间差和Lamb波S_0模态群速度,准确实现了铝板中小缺陷的定位。多通道时间反转Lamb波聚焦方法不仅得到了缺陷检测回波,而且准确实现了缺陷的定位,达到了提高铝板中小缺陷检测能力的目的。     

道岔尖轨轨底缺陷的磁致伸缩导波监测实验研究*

道岔尖轨在线监测是轨道智慧运维的工程技术难题之一。该文利用开发的磁致伸缩超声导波监测系统,对道岔尖轨开展了轨底缺陷监测实验。首先,分析了温度对导波监测信号特征的影响,波包能量值、传播时间均与温度呈近似正相关;其次,对比研究了基于标定方程和参考基准的两种温度补偿方法,其中参考基准法对信号的补偿效果更佳;最后,利用温度补偿后的特征波包能量值实现了缺陷尺寸逐步扩大过程的有效监测,且波包能量值随缺陷深度的变化规律可以用抛物线方程进行近似描述。上述研究结果表明磁致伸缩超声导波技术可以应用于道岔尖轨轨底缺陷的监测及定量评估。     

各向异性焊缝缺陷超声阵列全聚焦成像方法

针对奥氏体不锈钢焊接构件安全评价需要,对各向异性结构中超声波传播特性进行了研究,利用射线追踪法确定了各向异性介质中声波传播路径。在传统全聚焦成像基础上,发展了一种用于各向异性焊缝中缺陷检测的超声阵列全聚焦成像方法。通过数值仿真和实验,研究了介质材质对超声阵列成像的影响,结果表明,发展的全聚焦成像方法可以很好实现各向异性焊缝中缺陷检测,缺陷定位更准确。项目研究工作为奥氏体不锈钢焊缝检测提供了可行的技术方案.     

管道缺陷和特征的多点多频超声导波检测方法*

超声导波因其传播距离远,缺陷灵敏度高成为长距离管道检测和监测的主要手段之一。常规管道超声导波检测采用单点单频检测方法,易受传感器限制与回波幅值影响产生漏检和误判现象。本文通过仿真和实验研究了不同频率下缺陷轴向尺寸与反射系数、回波形状之间的关系。提出了一种多点检测的传感器布置与信号处理方法,可以抑制传感器固有盲区、异侧波杂扰与多次反射的影响。在钢管试件中开展多缺陷特征导波检测实验,结果表明,与传统单点单频检测相比,多点多频复合检测方法提高了管道导波检测效率与准确度,具有很高的工程应用价值。     

调幅切向磁场对低碳钢残余塑性应变的检测灵敏度矩阵分析方法

针对低碳钢的残余塑性应变定量评估问题,提出了一种基于调幅切向磁场测量的无损检测新方法:采用U型电磁铁提供调幅磁场对低碳钢试件进行磁化,单一霍尔元件检测表面切向磁场,其输出电压随线性调幅激励电压变化而形成的蝶形轨迹可用于残余塑性应变表征。研究发现在蝶形轨迹的大部分区域,霍尔元件输出电压与低碳钢中静态拉伸形成的残余塑性应变的平方根间存在良好的线性关系。为实现残余塑性变形的最佳灵敏度表征,将蝶形轨迹进行矩阵化并计算得到检测灵敏度矩阵,分析了不同励磁条件下霍尔元件输出电压对残余塑性应变平方根的灵敏度,结果显示:在弱磁化条件(励磁周期的峰值电压与线性调幅电压最大峰值的百分比为15%)下,霍尔元件输出电压对残余塑性应变平方根的检测灵敏度最高。新方法实施简便,结合检测灵敏矩阵,可对励磁条件和敏感区域进行优化选取,有望推广运用于其他力学性能指标的高灵敏度无损检测。     

列车车轮钢表面硬度的微磁定量检测方法

多功能微磁检测技术在铁磁性材料力学性能的无损表征中具有良好的应用前景。本文研究该技术对CL65、ER7车轮钢表面硬度的无损检测能力。首先,利用变异系数分析方法评价了多功能微磁仪器对车轮钢微磁参量的重复检测性能;其次,开展了标定实验,基于斯皮尔曼秩相关系数分析了微磁参量对车轮钢表面硬度的单调表征能力;最后,通过融合多项磁参量,建立了基于BP神经网络的车轮钢表面硬度的微磁定量预测模型。外部校验结果显示,BP神经网络模型对CL65、ER7车轮钢表面硬度的预测平均误差分别约为0.59%和1.22%。     

应力和组分占比对马氏体-铁素体双相钢中磁巴克豪森噪声的影响

磁巴克豪森噪声(MBN)技术在马氏体-铁素体双相钢的微观结构及应力无损评价与表征中具有巨大潜力.为探究拉应力和铁素体占比对磁巴克豪森噪声的影响规律及权重,在0?200MPa范围内实验测得了具有不同铁素体占比的双相钢MBN信号.重点分析了MBN蝶形曲线双峰峰值(分别代表马氏体和铁素体)在应力和铁素体占比两因素耦合条件下的...     

基于增量磁导率的电镀镍层拉应力定量检测方法

电镀工艺中镀层的应力状态是影响电镀产品性能的重要因素。本文针对微米级厚度镍镀层的应力检测问题,采用增量磁导率检测技术对金属构件表面微米级厚度镍镀层的拉应力进行无损检测与评估。首先,搭建了可同步测量电镀镍层表面拉力、应变和增量磁导率信号的实验装置,在此基础上开展了增量磁导率检测实验;其次,定性分析了拉应力对增量磁导率蝴蝶曲线的影响规律,并从实验信号中优选出2种对镍镀层拉应力敏感的特征磁参量;最后,基于二次函数定量分析了特征磁参量对电镀镍层试样表面拉应力的表征能力。结果表明：选取的2种增量磁导率特征磁参量与拉应力呈抛物线依赖关系(拟合优度大于0.95),建立的磁参量与拉应力关系方程可以实现最薄2.809μm厚度的镍镀层上拉应力的定量检测。     

基于兰姆波的平板中频分复用数据传输系统研究*

以兰姆波为载体实现平板上数据通信具有传输距离远、使用成本低和可靠性高等优点,可以在保证结构完整性的条件下实现非电磁波通信。本文建立平板中兰姆波频分复用发射信号通用模型,分析兰姆波频分复用发射信号的构建规则。首先,对现有传感器进行扫频实验,确定兰姆波激励频带;其次根据平板材料参数、尺寸参数和传感器位置信息分析板长对激励信号时长的影响,得到频分复用激励信号的子载波个数及其中心频率;最后使用格兹尔算法快速提取信号频谱中的幅度信息,利用传感器扫频曲线对信号频谱进行补偿,减少子载波频带在传输时的频率选择性衰减。将传感器布置在平板的不同位置上进行声数据传输试验,结果表明,通过所构建的兰姆波频分复用激励信号通用模型,可以有效地进行声数据的传输,为使用兰姆波传输声数据提供了可行的技术方案。 ?     

用于DH590钢塑性变形和残余奥氏体表征的多维微磁参量综合评价指标

研究利用微磁方法对DH590钢塑性变形量和残余奥氏体含量进行定量表征。利用微磁检测仪获取不同塑性变形量DH590钢的微磁信号,并提取微磁信号的磁参量。提出基于拟合优度、归一化灵敏度和相对误差的磁参量综合评价指标,分析磁参量对DH590钢塑性变形及残余奥氏体含量的表征能力。通过对比研究,利用双高斯函数拟合提取的磁巴克豪森噪声和增量磁导率信号双峰磁参量可同时表征塑性变形及残余奥氏体含量。本文研究方法可为不同双相钢的塑性变形量及残余奥氏体含量的定量表征提供参考。