基于超声扩散场的焊接节点疲劳损伤早期检测及剩余寿命评估

钢结构焊接节点在疲劳载荷作用下易发生损伤、破坏,目前基于超声技术检测疲劳损伤的方法已得到初步验证,但早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估仍存在困难和挑战。该研究基于超声扩散场能量密度提出一种检测焊接节点疲劳损伤的方法。该方法通过计算有损和无损状态下超声能量密度的差异,定义焊接节点疲劳损伤指数;采用对接焊缝和十字形传力角焊缝试件,验证损伤指数对焊接节点疲劳损伤的敏感性和普适性;而后,对早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估与棘轮应变检测结果进行对比。试验结果表明:所提出的损伤指数变化趋势与棘轮应变检测结果吻合度高;焊接节点疲劳裂纹扩展时,损伤指数增长尤为快速;当裂纹萌生时,损伤指数表现出突然增大的趋势,据此定义早期裂纹萌生预警判据,实现对焊接节点疲劳全寿命60%~80%的早期剩余寿命评估;同时,根据损伤指数曲线明显的谷值点,实现焊接节点寿命30%~50%的早期剩余寿命评估。

焊缝探伤中超声场扩散对信号定位、识别的影响

指出焊缝超声波探伤中 ,超声场的扩散是导致实际缺陷定位失准的主要原因 ,并在实际探伤中得到验证。从理论上提出实际缺陷的真实位置确定法并导出了缺陷定位偏差的计算式。