水下超声应力检测影响因素试验研究

文章根据超声临界折射纵波法针对海洋石油工程结构水下应力检测中可能影响检测精度的线缆长度、水压及温度等三类因素进行试验及分析,并根据分析结果提出因温度影响的应力偏离优化方法,研究结果对于优化检测工艺、提高应力检测精度具有一定的工程价值。

超声应力检测技术在受泥石流影响压力管道检测中的

压力管道是石油和天然气主要的运输方式,我国幅员辽阔,泥石流活动区域在我国分布广泛,压力管道受泥石流等自然灾害影响概率大,为保障受泥石流影响压力管道安全运行,在不破坏管道本体前提下,将超声应力检测技术应用到压力管道环焊缝应力检测中。本文以贵州某受泥石流影响压力管道为研究对象,分析了受泥石流等自然灾害影响压力管道缺陷特征,利用超声应力检测对受影响管道进行了当前应力检测,分析了管道当前应力状态,提出了整改方案,取得较好效果。

固体介质中超声应力场的定量测量

回顾了基于动态光弹技术的超声应力测量方法,分析了各方法的优缺点。优化了现有光弹系统的前端光路,提出了电控旋转偏振和自动判读技术,研制了高稳定性的动态光弹实验系统。利用Senarmont补偿法实现了高精度的应力测量。多次重复测量结果表明,该系统测量结果的相对标准偏差小于1%。光弹测量数据与电测结果相比,其相似系数为99.95%,显著性水平小于0.001,证明了测量结果的可靠性。

基于磁致伸缩效应的超声应力波传感器设计与优化

应用超声应力波对结构损伤进行快速准确地检测是结构健康监测领域的一种新兴技术。近年来,一种利用铁磁性材料的磁致伸缩特性激励和接收超声应力波的磁致伸缩传感器,凭借其结构简单、价格低廉、非接触性等优点,受到了广泛关注。本文基于铁磁性材料的磁致伸缩特性,提出一种用于非铁磁性板结构损伤检测的SH0型磁致伸缩传感器,理论和实验研究表明了该传感器设计的可行性及实用性。在此基础上,运用ANSYS软件优化磁致伸缩传感器设计,从而提高传感器功效,并通过实验验证优化结果。

冷轧辊的超声应力检测

轧辊内部不均匀分布的残余应力是造成轧辊失效的原因之一,因此,定量无损测量轧辊内残余应力的分布状态非常重要。为提高检测精度,消除探头斜楔块与被测轧辊之间温度差异对检测结果的影响,采用一发两收模式,基于临界折射超声纵波,检测冷轧辊表面的残余应力。结果表明,超声应力检测技术可应用于冷轧辊表面残余应力检测。

超声应力波法检测锚杆的机理分析及应用

锚杆锚固质量的超声应力波法(USW)检测包括锚杆长度检测和灌浆密实度检测。依据一维杆件的粘弹性波理论,建立了锚杆锚固的数学-力学模型并分析求解,研究了应力波在己锚固锚杆中的传播机理,并对几种情况进行分析,对应用超声应力波法检测锚杆长度和灌浆密实度的理论基础和机理进行了探讨和分析。结合在大型水电工程中的实际应用,证明超声应力波法用于锚杆锚固质量检测具有良好效果。

基于相关峰值插值法的超声应力测量

提高超声应力测量精度的关键在于准确测量超声波在构件中的传播时间。通过分析超声应力测量的原理,揭示了超声波传播时间与构件应力的关系。为了提高测量结果的抵御噪声的能力,对接收的超声信号采用相关运算法测量其传播时间,并提出改进的算法,避免了由探头参数差异导致的误差。此外,为获得更加准确的传播时间,对相关函数序列在峰值附近做抛物线插值。试验结果显示,采用改进的相关运算方法能够提高传播时间的测量精度,测量值具有良好的线性度,对提高超声应力测量精度具有实际意义。

超声应力换能器指向性校准方法研究

超声应力换能器指向性对超声应力检测精度具有重要影响。该文提出了半圆柱试块法,被校换能器向半圆柱试块内部辐射声波,接收换能器在试块圆柱面各角度接收到信号,分析得到被校换能器的指向性。利用半圆柱试块法校准得到纵波换能器指向性,其-3 dB波束宽度为5.01°,这与水听器法测量值、理论值相对偏差分别为3.09%、2.66%。利用半圆柱试块法校准得到临界折射纵波换能器指向性,其-3 dB波束宽度为10.55°,这与仿真值相对偏差为2.23%。半圆柱试块法更符合超声应力的实际使用工况,不受换能器水密性、换能器工作原理等限制,适用于任意型号超声应力换能器,且校准更高效、快捷。

基于磁致伸缩效应的超声应力波传感器设计与完善

运用超声应力波多结构的破损进行检测,其效率比较高,而且精确度高,是一种新型的检测技术。最近这几年,运用磁铁材料的伸缩性特点,支撑了一种能哦股将超声应力波接收的传感器,这种传感器能够进行磁致伸缩,而且其结构并不复杂,价格比较实惠,能够进行非接触型检测,因此,得到了广泛地应用。本文通过对磁铁材料的伸缩性特点进行分析,从而能够运用此贴性的板结构进行损伤的检测,确保传感器的实用性。

35CrMo钢弹性应力与超声纵横波的声时比关系

利用拉伸试验机和超声应力检测仪,对水电机组蜗壳螺栓(35CrMo钢)进行轴向拉伸,测定其在拉伸过程中的应力值及其对应的超声横波和纵波传播时间,获得横波与纵波的声时比,建立弹性应力与超声横波与纵波声时比之间的定量关系,为利用超声波实时测定螺栓弹性应力提供依据。结果表明,在35CrMo钢所承受的轴向弹性应力处于钢的弹性变形范围内时,超声横波与纵波声时比与弹性应力之间呈线性关系。对该模型进行误差分析,结果表明,利用超声横波与纵波测定的应力值与实际应力值之间的误差为0.04%~2.08%,满足工程要求。

45钢弹性应力与超声纵波与横波声时比关系的分析

利用拉伸试验机和超声应力检测仪,对水电机组蜗壳螺栓45钢进行轴向拉伸,测定其在拉伸过程中的应力值和对应的超声波纵波和横波的传播时间,获得超声波纵波与横波的声时比,即超声纵波与横波的波速比,建立弹性应力与超声波纵波与横波声时比之间的定量关系,为利用超声波实时测定螺栓弹性应力提供依据。结果表明,在45钢所承受的轴向弹性应力处于钢的弹性变形范围内时,超声波纵波与横波声时比与弹性应力之间呈线性关系,为σ=-50 249.8 Sl/St+90 536.1。通过实际测定应力值对超声波纵波与横波声时-应力模型测定出的应力值进行验证,结果表明,利用超声波纵波与横波测定的应力值与实际应力值之间的最大误差为2.36%,满足工程要求。

超声引起的SrAl_2O_4:Eu,Dy薄膜的应力发光

为了实现超声探伤和应力发光探伤二者结合,研究了SrAl_2O_4∶Eu,Dy(SAOED)/硅橡胶在超声振动下的应力发光性质。薄膜的微观结构表明,SrAl_2O_4∶Eu,Dy应力发光颗粒被高弹性的硅胶包裹。当超声波作用到薄膜表面时,超声振动可以促使应力发光颗粒周围的硅橡胶发生各种形变,从而使被包裹的应力发光颗粒发生有效形变,产生高效的应力发光。薄膜厚度以及超声频率对SAOED发光薄膜的应力发光有明显的影响。薄膜的超声应力发光强度随着薄膜厚度的增加先增大,当薄膜的厚度为1 mm时达到最大,之后随着薄膜厚度的增加而降低。薄膜的超声应力发光强度与超声频率大小成正比,即使最低频率仅为500 Hz时仍能检测到信号,说明SrAl_2O_4∶Eu,Dy/硅橡胶发光薄膜是一种很有应用前途的无损检测传感器。

基于临界折射纵波的超声波应力测量方法

在对现有各种残余应力测量方法进行分析比较的基础上,提出基于临界折射纵波的超声波技术测量应力。采用一发两收的探头布置形式,对5%Cr圆板进行超声应力测量,同时与应用X射线衍射法和盲孔法测得的结果进行比较。试验证明了基于临界折射纵波的超声波应力测量法的可行性。

基于超声检测的变形管道维抢修评价方法

为了从定量分析的角度对在役管道进行评价,基于超声LCR波油气管道在线应力检测装置开发了油气管道在线应力状态无损测量技术,并围绕地质灾害变形管段建立了“应力初测评价-维抢修措施建议-应力复测评价-管道定期检测”的工程现场管道维抢修评价方法,并对该方法进行了现场工程试用。结果表明,该方法是评价地质灾害变形管段在线应力状态的有效手段,为变形管段安全裕度和修复质量的定量评价提供了依据,为变形管段的后期维护提供了技术支持。

超声应力波信号有源带通滤波器设计与应用

根据超声应力波信号的特征,采用了一种简捷、准确的网页滤波器设计软件,设计了一种频率范围在50 kHz^200 kHz的8阶巴特沃兹带通滤波器,通过电路仿真软件(Multisim)对滤波电路进行了仿真调试与验证,通过不断调试优化滤波性能,仿真结果满足设计指标,证明了设计的可靠性;通过Labview搭建自动化测试平台实现了批量滤波板卡的测试,提升了测试效率并节约了人力成本;将滤波器应用于华龙一号某核电管道评估系统中,实现了主管道和波动管密封性能的实时监测。

复合材料机翼前梁装配应力超声无损测量

针对装配应力是影响飞机构件连接性能的重要因素,也是复合材料装配质量研究的难点所在的问题,通过考虑被测材料各向异性对超声波传播特性的影响,改进传统超声应力检测方法,得到适用于纤维增强类复合材料平面应力的检测方法。为了验证改进方法的可行性,对复合材料机翼中实际采用的碳纤维增强树脂基复合材料结构件进行了装配应力的检测。经可行性分析,确定复合材料结构件应力检测主要实验方案,为今后飞机复材结构件的内部应力检测试验提供基础。

微机化的多通道超声螺栓应力仪

本文介绍了一种新型的由微机控制及显示的超声应力仪的工作原理 ,该仪器可同时测定 2 4根螺栓应力 ;文章提出了声时差法测预紧应力 ,并推导了声时差同轴向应力以及三阶弹性常数的关系。采用声时差法多探头同时测量同一法兰上的各螺栓的预紧应力 ,可以克服偶合误差 ,可免测三阶弹性常数及温度等 ,使测量过程简便且精度高。程序在 Windows95下设计 ,操作简便 ,应力能以多种图形方式显示。实验结果表明应力低于 2 50 MPa、夹紧距离大于 2 0 mm时 ,应力超声测量的绝对误差小于±

预应力超声喷丸参数对板材弯曲曲率及球面变形的影响（英文）

采用弹性预应力超声喷丸成形技术解决自由超声喷丸成形中板材弯曲变形不充分及出现大球面变形的问题。通过对弹性预应力超声喷丸成形过程进行理论分析,研究弹性预弯力矩对弯曲变形的影响。为了定量描述喷丸过程中球面变形程度,定义球面变形系数。开展自由喷丸和弹性预应力喷丸实验,分析两种喷丸方式的区别,并研究喷丸成形参数对板材成形曲率及球面变形系数的影响。结果表明,弦向喷丸轨迹有利于提高板材展向弯曲变形、同时减小球面变形系数。大预弯曲率能增大展向弯曲变形,同时减小弦向变形,从而显著减小球面变形系数。大撞针速度、小板厚及小偏置距离均有利于提高展向弯曲变形;在预应力喷丸成形过程中,大撞针速度有利于减小球面变形,而板厚及偏置距离的变化对球面变形系数影响很小。综上,在预应力喷丸成形过程中,预弯曲率及喷丸轨迹是最重要的两个影响参数。本研究可为大厚度翼板类零件的预应力超声喷丸成形过程参数优化提供指导。

残余应力对光弹实验中超声图像的干扰分析

动态光弹成像技术是观测固体内部超声应力场的重要手段,然而样品在制作过程中会产生残余应力,给观测带来一定干扰,特别是缺陷附近的应力集中效应,使得缺陷散射声场的研究更为困难。本文利用线性应力理论分析了超声应力与残余应力的相互关系,并推导出该叠加应力场在光弹系统中的光强表达式,通过实验验证,证明了该理论的可行性。本文结果可为应力集中区域的散射声场分析提供借鉴。

管道应力在线检测技术的开发及应用

准确检测管道当前应力,并以管道应力为判据的管道风险早期预警,是保障气田安全运行的关键之一。阐述了管道应力在线检测技术的力学基础和判据,介绍了管道应力在线检测系统的开发过程以及在某气田隧道中的应用情况,并详细分析了系统检测数据。通过实际应用,验证了技术原理、系统硬件和数据采集、分析的有效性,现场应用总结了该技术的适用性,为该技术在高风险集输管道和长输管道高后果区的应用打下技术基础。