基于超聲模型的奧氏體不銹鋼焊縫無損評價研究.pdf

1、本文的主旨是發(fā)展建立有效的模型方法，來深入研究各向異性焊縫中的超聲束傳播行為，為使用先進的超聲檢測方法評價這類復雜媒質提供的有益指導。具體研究內容和取得的成果如下：
　　將多高斯聲束模型應用到雙晶換能器檢測系統(tǒng)，并結合基爾霍夫近似方法和分離變量方法獲得的標準缺陷體遠場散射模型，建立了適合于雙晶換能器檢測系統(tǒng)的超聲測量模型，用于預測平底孔和橫通孔反射體的回波響應，并與相應的實驗測量結果進行了詳細的對比分析，驗證了理論模型方法的準確性

2、。
　　針對近軸近似多高斯聲束模型難以準確計算離軸區(qū)域聲場的問題，推導并提出了一個非近軸近似多高斯聲束模型，用于計算相控陣換能器輻射的偏轉聚焦聲場，并與瑞利積分、近軸近似方法及遠場近似方法計算結果進行了比較分析。進一步，基于非近軸近似聲場模型，我們發(fā)展了一個完全的相控陣系統(tǒng)測量模型，用于預測相控線陣換能器接收到的橫通孔缺陷回波信號，并與實驗測量結果進行對比，以驗證該測量模型的準確性。最后，利用超聲測量模型這一有力工具，分析并揭示了

3、線性相控陣系統(tǒng)的聚焦能力隨著聲束偏轉角度變化的原因。
　　應用多高斯聲束模型研究了圓管奧氏體不銹鋼堆焊結構中的聲場分布特征，主要考慮了圓管表面曲率和各向異性堆焊層對入射超聲波聲束的聚焦/散焦、偏轉傳播等影響。在此基礎上，建立了相應的超聲測量模型用于預測各向異性堆焊層下的橫通孔缺陷回波信號，并與實驗測量結果進行了對比，驗證了該理論模型的準確性。
　　針對不均勻、各向異性鎳基合金焊縫結構，利用聲線模型研究了其中聲束偏轉、分離和曲

4、線傳播等復雜現(xiàn)象，并與實驗結果進行了對比分析，兩者吻合較好。之后，針對由聲束偏轉而帶來的缺陷定位偏差問題，應用聲線模型來定位焊縫中缺陷，相應的實驗結果有效地驗證了聲線模型定位的準確性。進一步，研究了相控陣換能器在鎳基合金焊縫中的聚焦行為，指出了聚焦聲束在各向異性焊縫中的焦點偏移現(xiàn)象，并通過將聲線模型與二分搜索法相結合來計算在指定位置聚焦的聲線和相應傳播時間，進而確定各向異性焊縫中合理的聚焦延遲法則。最后，通過線陣換能器對焊縫區(qū)橫通孔反射