熔焊缝缺陷弱磁检测实验研究

为实现熔焊缝缺陷的检测,基于弱磁检测技术,采用测磁传感装置对S06材料的焊缝进行检测,同时提出利用上、下测磁线圈的磁感应强度梯度曲线阈值线区分应力集中和缺陷信号的数据处理算法。结果表明:下测磁线圈的磁感应强度曲线在应力集中和缺陷处均存在磁异常特征,而上测磁线圈的磁感应强度曲线只在应力集中处存在磁异常特征;在应力集中处,上、下测磁线圈的梯度曲线均超出各自上下阈值线,而在缺陷处,仅下测磁线圈的梯度曲线超出其阈值线。此外,将缺陷信号借助二维图像显示的可视化方式进行分析,可以更加直观地对缺陷进行定位。

轴承裂纹缺陷磁检测技术试验研究

轴承是装备制造业中的关键零部件,其质量直接决定相关设备与产品的安全和可靠性。本文提出一种磁检测技术,用于实现轴承裂纹缺陷的无损检测。通过外加交变磁场激励在轴承表面产生感应磁场信号,调整激励强度优化检测效果,并设计贴合的激励装置来适应被检试件表面。采用自主研发的磁检测设备,对不同尺寸的人工刻槽缺陷和自然裂纹缺陷开展试验研究,量化分析采集的磁感应强度信号。结果表明,磁感应强度异常信号的峰峰值与缺陷深度呈正相关,与缺陷宽度呈负相关,即缺陷的深宽比越大,异常信号的峰峰值越大,反之则越小。通过对缺陷深宽比和异常信号峰峰值的线性拟合,可以实现缺陷的量化分析。该磁检测技术用于轴承裂纹的快速检测具有较高的可靠性和有效性。

中子照相技术及其在无损检测中的应用研究

中子照相是20世纪60年代兴起的一种射线照相无损检测技术。中子与常规X射线原理相类似,但在穿透物体时的吸收特性显著不同,因此两种照相技术在适用范围上有一定的互补关系。国外中子照相技术已在航空航天、生物、考古、电子等方面有成功应用,国内由于中子源资源不易获得,应用研究滞后。简要介绍了中子照相技术的原理和检测系统构成,其基本构成为中子源、准直器和像探测器。阐述了中子照相技术的发展过程及国内外发展现状,列举了中子照相技术目前的国外的主要标准和工程应用情况,最后从研制移动式中资源、开展工业应用研究,建立相关标准等方面对我国中子照相技术发展趋势进行了展望。

激光超声技术在先进复合材料无损检测中的应用研究

为实现航空航天先进复合材料的非接触、高精度检测,研究激光超声技术在复合材料无损检测中的应用。制备预埋人工缺陷的碳纤维树脂基复合材料和陶瓷基复合材料试样,利用自主研制的激光激励、激光探测的全光学激光超声无损检测系统进行试验研究,实现碳纤维复合材料层压结构模拟分层缺陷检测,层压复合材料紧固孔边沿分层检测,以及陶瓷基复合材料分层检测。研究结果表明:激光超声检测技术可以有效检出碳纤维树脂基复合材料内部直径2 mm以上分层型缺陷,可检出碳纤维复合材料紧固孔边沿的小尺寸分层,可表征C/Si C复合材料内部直径5 mm以上分层,在航空航天工程领域应用前景广阔。

复合材料的超声检测技术

复合材料及其构件开发与应用的迅速发展,对无损检测技术提出了严峻的挑战。经过不断的研究、开发和完善,目前超声检测已成为最主要和成熟的复合材料无损检测方法之一。由于复合材料结构多种多样,要求也不尽相同,仅仅利用超声检测方法还难以胜任其质量的检测与评定,实际检测工作中往往需要针对不同检测对象和要求,采用不同的检测技术和方法。

钢轨气压焊接头的超声相控阵检测技术研究

常规超声脉冲反射法检测钢轨气压焊接头时,需要更换不同K值探头检测钢轨气压焊接头的不同区域,探伤过程耗时长,效率低。超声相控阵技术可以灵活调节扫描角度,能有效提高检测效率。主要采用超声相控阵方法对钢轨气压焊焊缝进行探伤效果分析研究,实验中采用CTS-602型相控阵仪器、含机械加工缺陷的钢轨气压焊焊缝试样,通过确定合理的实验参数和检测方案,进行超声相控阵探伤检测。实验结果表明超声相控阵对气压焊接头检测效果好,检测效率高。

非接触空气耦合超声波的材料无损评价与检测

主要探讨了一种基于穿透式同侧检测模式(V透射法)的非接触空气耦合超声波无损检测技术。首先简要阐述了空气耦合超声波检测技术的基础知识及V透射法检测模式的基本原理,其次介绍了利用V透射法进行非接触空气耦合超声波声速测量以及内部缺陷检出的示例,成功检出了传统超声波检测方法难以检测的钢筋与混凝土界面缺陷并成像;然后通过改变超声波在空气中的入射角,在模拟树脂薄层材料和CFRP复合材料上激励板波,成功实现了平面损伤分布成像和深度方向的损伤分布成像;最后提出了空气耦合超声波检测时的注意事项。

镁合金超声检测的相关增强小波去噪技术

提出了一种基于相关增强与小波阈值相结合的超声信号去噪方法,将该方法用于AZ91镁合金的超声检测能够有效地去除噪声,提高检测精度。由于同类缺陷信号之间相关性较大,因此对同类缺陷的超声信号进行相关处理能够增强缺陷信号;结合小波分析的多分辨分析特点,从频率和时域对增强后的信号进行阈值处理,最终获得了良好的去噪效果。实验结果表明:该方法能够有效去除由粗晶散射引起的结构噪声,对微弱缺陷信号的检测是很有效的,且灵活便捷。

航空发动机涡轮叶片热障涂层结构状态超声检测方法研究

航空发动机涡轮叶片工作环境恶劣,需在外表面涂覆热障涂层提高其使用性能。针对热障涂层结构状态的检测需要,进行了高频超声脉冲反射法的研究。通过建立热障涂层有限元模型,模拟与所研究热障涂层中超声波的传播特性,分析各界面的反射回波的混叠状况,并采用波包分解算法提取反射回波,评价热障涂层的结构状态。数值仿真实验表明:高频超声脉冲反射法可以大致获得第一层涂层的信息,而由于涂层的衰减严重,无法对第二层涂层进行评价。

航空发动机涡轮叶片裂纹涡流检测仿真及试验研究

针对航空发动机涡轮叶片裂纹涡流检测建立ANSYS三维有限元仿真模型,研究了激励频率、激励信号电压、线圈平均半径和线圈匝数对线圈感应电动势的影响;根据仿真结果设计研制了一种前端尺寸小、灵敏度高的差动式涡流传感器,利用研制的五轴联动涡流检测系统开展了涡轮叶片表面裂纹缺陷的检测试验。通过分析对比试验和仿真结果,发现研制的差动式涡流传感器可以有效地实现对涡轮叶片表面裂纹缺陷的检测和判别,对涡轮叶片类复杂曲面金属零件裂纹的涡流检测具有一定的现实借鉴意义。

热力管道磁–温综合检测技术

针对直埋式城市热力管道在运行过程中出现的泄漏,提出了一种磁–温综合检测技术,该方法的特点主要包括:非开挖、在役检测、快速定位等。根据直埋式热力管道结构特点和泄漏特征,利用红外测温技术确定可疑泄漏区域、微磁技术判断管道破损程度。研制仪器并进行现场试验,开挖验证仪器测量结果。结果表明:热力管道磁–温综合检测方法对直埋式城市热力管道泄漏判断的准确率可达90%、定位精度可达0.5 m。本研究工作为热力管道泄漏检测提供了切实可行的检测方法。

基于Python的航空薄壁件快速铣削仿真技术研究

根据航空结构件铣削仿真过程的实际建模要求,采用Python脚本语言开发出自定制应用程序的软件包AeroCAE。通过构建GUI界面并定义关键字,编写模型参数的ABAQUS内核脚本程序,实现工件铣削仿真的前处理过程;另一方面,利用ABAQUS子菜单栏Plug-ins的功能,开发输出仿真结果的插件程序,实现工件铣削仿真的后处理过程。该方法不但能够提高工件铣削过程的仿真计算效率,而且为ABAQUS应用经验少的企业技术人员提供了便利的分析与设计平台。所开发的铣削仿真平台AeroCAE运行顺畅,GUI界面友好,可操作性强,可为减少航空结构件加工失效和提高构件合格率提供参考。

带包覆层管道腐蚀缺陷的微磁检测技术

本研究基于微磁无损检测技术,以预制腐蚀缺陷的带包覆层管道为研究对象,分析微磁无损检测技术对于带包覆层管道检测的可行性。首先验证了缺陷大小对检测结果的影响,然后建立了包覆层厚度对磁场强度衰减的影响模型,并利用试验验证了该模型的准确性。研究证明了微磁无损检测技术应用于管道检测的优势,为带包覆层管道腐蚀缺陷的微磁检测技术工程实用奠定了基础。

超声波检测工艺与声场观测的虚拟仿真实验教学研究与实践

虚拟仿真实验可在计算机上模拟现场实验过程,有望解决超声波无损检测实验教学中操作步骤多、难以实时监控、成本高的问题。本研究构建了超声波无损检测实验的虚拟仿真平台,在关键操作步骤中增加声场分析与控制功能,并构建了支撑虚拟仿真实验教学的多维线上教学平台。本虚拟仿真实验可帮助学生熟练掌握检测工艺、厘清检测参数−声场变化−检测结果的相互关系,使学生在深入理解检测声场控制理论的基础上培养学生的创新实践能力。

弱磁技术在非铁磁性材料检测中的应用研究

提出一种能够应用于铁磁性与非铁磁性材料缺陷检测的弱磁检测技术,并以多晶硅和7A09铝合金两种非铁磁性材料为例,阐述了该技术检测非铁磁性材料的一般过程,即测试材料磁导率、设计实验、采集信号及信号分析。多晶硅自然缺陷检测实验表明,弱磁检测技术能够检测直径为10μm的夹杂缺陷;铝合金人工缺陷检测实验表明,对于0.4 mm的孔型缺陷和深度为1~2 mm的槽型缺陷,弱磁检测技术都具有很好的检测效果;验证了这种检测方法在非铁磁性材料检测中的可行性。

航空复合材料层压板钻孔分层缺陷相控阵检测参数优化

在航空复合材料层压板机械钻孔加工中,分层损伤是影响钻孔连接装配性以及材料使用寿命最严重的一类缺陷。超声相控阵因其检测速度快、灵活性好、结果显示直观等优势被广泛应用于复合材料缺陷检测研究中。为了提高相控阵检测复合材料分层缺陷的检出率和成像质量,研究了阵元数、焦距、脉冲宽度分别对成像检测结果的影响,获得了各参数变化的影响规律及钻孔分层缺陷相控阵成像检测各参数最优设置,为后续利用相控阵技术开展航空复合材料层压板钻孔分层缺陷检测方法研究提供参考。

金属埋地管道被动式弱磁检测技术研究

在埋地金属管道检测领域中,常规检测手段多采取接触式的,检测前需要先对管道进行开挖或是停运,难以满足工业检测要求。而被动式弱磁检测技术可以实现对埋地管道的非开挖检测。本研究在介绍被动式弱磁检测技术原理的基础上,通过改变测磁传感器与管道垂直方向之间的距离来模拟管道的实际埋深,通过试验数据的分析可以得出磁场强度、管道埋深和腐蚀深度之间存在指数关系。在此基础上,结合磁场梯度变化和概率统计的原理可以得出缺陷判断的依据,即当磁场梯度在(μ-2σ,μ+2σ)区间外变化时可判定为缺陷。与常规检测手段相比,被动式弱磁检测技术无需人为对管道进行磁化。在管道非开挖条件下,可以对埋地金属管道腐蚀状况进行科学评估,并实现二维成像。

聚乙烯管热熔对接焊缝超声检测实验研究

PE管作为燃气运输管道已得到越来越广泛的应用,但PE管热熔焊对接接头的内部质量仍然没有找到可靠的无损检测方法。提出超声无损检测方法对焊接接头进行检测,首先分析了超声检测原理,然后设计和制备含缺陷的PE管焊接接头试块,通过建立实验测试系统,选择和标定测试参数,选用2 MHz纵波对试样进行超声检测,衰减系数约为0.633 d B/mm,实际K值约为0.94。检测结果表明,采用超声纵波倾斜入射的方式对焊接接头内部缺陷有很好检测灵敏度,可以获得缺陷位置,误差约为1~2 mm,可以满足工程需要,但是对于缺陷的定量还需要做进一步研究。

飞机前起落架关键部位超声检测技术的CIVA仿真

制造过程中产生的缺陷会影响飞机前起落架的正常运行。为比较横波与表面波对缺陷的检出情况,本研究采用CIVA仿真软件中的超声检测模块,对飞机前起落架上筒支点的迎风面进行了常规超声检测的模拟,并分析了横波、表面波探头对近表面条状缺陷检测定位和定量的误差,对比了57°、63°入射角对检出误差的影响。研究结果表明:CIVA软件能够对飞机前起落架等复杂几何构件进行常规超声检测技术仿真;采用表面波探头检测时对常见缺陷的检出误差更小,即采用63°入射角检出误差更小。

超声频域合成孔径聚焦技术在主轴缺陷检测技术中的应用

以钢制主轴为研究对象,将线性超声阵列探头置于主轴端面采集超声阵列信号。基于相位迁移(PSM)成像算法对采集到的超声阵列信号进行傅里叶变换,并通过角谱运算对频域内声场进行重建,最后通过反傅里叶变换即可实现整个成像区域的聚焦。成像结果表明:将主轴中宽度0.5 mm、深度1 mm表面切槽半波高横向水平宽度范围由23~29 mm缩小到19~22 mm,分辨率可提高的范围至少为17%~24%。此算法计算效率高,充分满足实时成像要求。