畢業(yè)設(shè)計-金屬薄板的超聲蘭姆波無損檢測-wenkub
2022-12-14 18:14:50 本頁面
【正文】 B 波；金屬薄板 指導(dǎo)老師簽名： Thin metal sheet by ultrasonic Lamb wave nondestructive testing Student： Chendan Class： 0882021 Supervisor： Chenzhenhua Abstract： With the aerospace, aviation, the development of automobile industry, the industry of sheet metal on the increasing demand, find a more precise metal plate LAMB wave nondestructive detection method, is being more and more metal member, particularly the metal sheet, the use of conventional ultrasonic testing is difficult, and the routine ultrasonic nondestructive detection pared, LAMB wave detection with fast and efficient characteristics, is very suitable for the large area plate structure nondestructive the sheet metal nondestructive testing is the LAMB wave technology the earliest applications, but due to the LAMB wave theory and detection mechanism is plicated, this technology has not yet achieved a major breakthrough, there are still many points of disagreement and unresolved issues, greatly limits its application in industrial production. This paper mainly introduces the defects of aluminum simulation experiment, through the digital sampling of the various defects of the timedomain signal, paring the numerical simulation defect before and after time domain signals of different characteristic parameters, thereby the aluminum in the simulated defects, nondestructive testing, and the defects wave fitting linear regression were pared with surface echo, thereby to determine which method is more suitable for nondestructive detection for metal sheet. Key words:Nondestructive testing。同時板件由于外部加載以 及使用環(huán)境的變化，都可能引起其內(nèi)部細小缺陷源的擴展，進而造成疲勞破壞事故。 超聲無損檢測常用的是縱波 (壓縮波 )和橫波 (切變波 )檢測，可是對于薄板 (尤其是厚度2mm 以下的薄板 )無論是橫波探傷還是縱波探傷都很困難。但是由于 LAMB 波理論及檢測機理的復(fù)雜性，此項技術(shù)至今仍未取得重大突破，還存在許多不一致的觀點和未解決的問題，如分層對 LAMB 波的散射機理，如何選擇最佳探傷參數(shù)，如何克服有時可能發(fā)生的分層漏檢，如何對缺陷進行定性、定量分析以及人工缺陷的選型等，這些都大大地限制了它在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。 Krautkramer 在他的著名“超聲檢測技術(shù)”中也未提出具體的辦法，只是指出：“最佳角度與波型往往是用缺陷已知的試件試驗時憑經(jīng)驗求出” [4]。 LAMB波無損檢測概況及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 LAMB 波的發(fā)現(xiàn)是在 1917 年。 LAMB 波有對稱 LAMB 和反對稱 LAMB 兩種類型，而對應(yīng)每種類型又有多種模態(tài)。但是由于 LAMB 波在激勵、傳播、接收以及信號處理方面的復(fù)雜性，大大限制了它在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，而所有這些特點都是由于 LAMB波的多模式和頻散特性所決定的 [6]。 60 年代，俄羅斯科學(xué)家 I． 出版了一本關(guān)于瑞利波與 LAMB 波的專著。英國國防與評估研究機構(gòu)的Percibval 和 Birt 則研究使用兩種基本的 LAMB 波傳播模式來檢測材料缺陷。 在國內(nèi)，我國航空材料研究所李家偉等也對 LAMB 波探傷進行了廣泛地研究[11]。 南京航空航天大學(xué)智能材料與結(jié)構(gòu)研究所的袁慎芳教授研究小組研究了主動結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控在航空領(lǐng)域的應(yīng)用，并取得很大突破 [1416]。這種機械波在材料中能以原一定的速度和方向傳播，遇到聲阻抗不同的異質(zhì)界面（如缺陷或被測物件的底面等）就會產(chǎn)生反射。利用超聲法檢測材料的物理特性時，還經(jīng)常利用超聲波在工件中的聲速、衰減和共振等特性。超聲波波形不同時，介質(zhì)彈性變形形式不同，聲速也不同。 ，因易產(chǎn)生雜亂反射波而較難應(yīng)用。通過 Matlab 對信號進行分析處理。從而對鋁板結(jié)構(gòu)中的模擬缺陷進行檢測，對一發(fā)一收缺陷波波形指數(shù)線性回歸跟自發(fā)自收端面回波波形指數(shù)線性回歸進行對比與研究。它的位移不僅發(fā)生在波的傳播方向，垂直板的方向上也有。 LAMB 波在板中傳播時，存在不同的模態(tài)，各種模態(tài)的疊加效果即為 LAMB 波。對稱型LAMB 波的特點是薄板中質(zhì)點的振動對稱于板的中心面，上下兩面相應(yīng)質(zhì)點振動的水平分量方向相同，而在垂直分量方向相反，且在薄板的中心面上質(zhì)點是以縱波形式振動的。這時基體組織中的缺陷信息就會包含在響應(yīng)信號之中，通過對響應(yīng)信號進行采集，分析提取出其中所包含的缺陷信息，就可以對缺陷的存在、當(dāng)量大小、類型以及位置等進行判別，從而實現(xiàn)對基體材料的無損檢測與評價。所謂單探頭式也叫自發(fā)自收方式，即用一個探頭既承擔(dān)信號的發(fā)射任務(wù)，同時也要完成信號的接收任務(wù)。所謂縱波斜射法即采用一定角度的透聲鍥 (一般為有機玻璃 )使縱波直探頭以一定入射角度射入被測板中，這種激發(fā)方式與普通的橫波檢測方式相同。 目前還沒有一種在結(jié)構(gòu)中激發(fā) LAMB 波的標(biāo)準(zhǔn)或最優(yōu)方法。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2021 屆學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 斜探頭一發(fā)一收方式的實驗裝置示意圖 LAMB 波無損檢測實驗系統(tǒng) LAMB 波金屬薄板 無損檢測實驗系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2021 屆學(xué)士學(xué)位論文 9 圖 軟件系統(tǒng)面板 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2021 屆學(xué)士學(xué)位論文 10 4 鋁板中模擬缺陷的分析與處理 一發(fā)一收測缺陷 采用一發(fā)一收的方式，采集各個孔徑時的時域信號 。 選用 1000mm*600mm*3mm鋁板，在離鋁板端面 50mm 位置分別鉆 ,的
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