裂紋聲發(fā)射源定位研究及發(fā)展趨勢預估初探.pdf

1、裂紋是釀成生產事故的根源之一，尤其是對于混流式水輪機轉輪等結構復雜的大型構件更是如此。聲發(fā)射技術作為一種新型動態(tài)的檢測技術已被廣泛應用于設備的無損檢測、在線監(jiān)測中。確定裂紋聲發(fā)射源的定位方法是在線監(jiān)測的重要環(huán)節(jié)，利用聲發(fā)射技術監(jiān)測裂紋的產生和擴展情況，是準確評估構件壽命的關鍵。本文以國家自然科學基金項目(50465002)——“混流式水輪機轉輪葉片裂紋監(jiān)測的理論和方法研究”為背景，在充分了解國內外研究現(xiàn)狀的基礎上，將聲發(fā)射技術應用于混流

2、式水輪機的裂紋檢測，主要研究裂紋聲發(fā)射源定位方法，并對金屬疲勞裂紋的產生、發(fā)展、斷裂過程進行監(jiān)測。 論文首先探討位錯運動及裂紋形成和擴展的聲發(fā)射源機理，介紹了聲發(fā)射測試的原理，聲發(fā)射波傳播的模式、速度、衰減等物理基礎，結合水輪機實際情況，進行了波速測量、波的衰減實驗。 針對混流式水輪機轉輪提出了復雜結構中裂紋聲發(fā)射源的三種定位方法，即三維時差定位、區(qū)域定位、智能定位，并給出了聲發(fā)射源定位系統(tǒng)程序的實現(xiàn)方法，在此基礎上對各

3、種定位方法做了適應性分析。 結合混流式水輪機的結構及裂紋產生的部位，設計水輪機裂紋智能定位方案；并通過現(xiàn)場的實驗，利用采集到的聲發(fā)射信號，采用BP、RBF神經網絡建立了混流式水輪機裂紋監(jiān)測系統(tǒng)的智能定位模型，指出了兩種方法各自的特點，驗證了智能定位方法的可行性。 通過試樣的三點彎曲疲勞試驗，證明采用聲發(fā)射技術對金屬疲勞裂紋的產生、發(fā)展、斷裂過程進行監(jiān)測，與傳統(tǒng)的裂紋檢測相比，不僅能夠實時的捕捉到疲勞裂紋的產生，而且能夠得