金属薄板的超声兰姆波无损检测

金属薄板的超声兰姆波无损检测 答辩人 陈丹 指导老师 陈振华 南昌航空大学科技学院学士学位论文答辩 目录 研究的背景与意义 熟悉实验所用器件 完成实验并采集数据 实验数据分析 论文的主要内容 3 1 5 2 4 1 研究的背景与意义 随着航天 航空 汽车工业的发展 各行业对金属板材的需求量日益增多 发现一种更精确的金属板兰姆波无损检测方法 显得日益的重要 金属板材构件 尤其是金属薄板 使用常规的超声波探伤是很困难的 与常规超声波无损检测相比 兰姆波检测具有快速高效的特点 非常适合于板形结构的大面积无损检测 尽管金属薄板的无损检测是兰姆波技术的最早应用领域 但是由于兰姆波理论及检测机理的复杂性 此项技术至今仍未取得重大突破 还存在许多不一致的观点和未解决的问题 大大地限制了它在工业生产中的应用 本文主要介绍通过对铝板模拟缺陷进行实验 通过数字采样得到各种缺陷下的时域信号 对比各模拟缺陷时域信号的不同特征参数 从而对铝板中的模拟缺陷进行无损检测 并对一发一收缺陷波波形指数回归跟自发自收端面回波波形指数线性回归进行对比 从而确定哪种研究方法更适合用于金属薄板的无损检测 2 论文的主要内容 实验所用硬件为Ultra NDT超声发射 接收卡实验软件通用数字化超声检测系统 3 熟悉实验所用器件 实验所用铝板 尺寸为1000mm 600mm 3mm 实验所用电钻 3 熟悉实验所用器件 实验一 采用一发一收的方式 采集各个孔径时的时域信号 分别在铝板的中心钻1 5mm 2 0mm 2 5mm 3 0mm 3 5mm 4 0mm的圆孔 探头采用中心频率为2 5MHz的K2斜探头 探头间距100mm 探头在铝板上的位置如图所示 实验过程中 探头位置不能移动 4 完成实验并采集数据 4 完成实验并采集数据 无缺陷时的时域信号图 缺陷1 5mm时的时域信号图 1 5mm时的时域信号图 2 5mm时的时域信号图 4 0mm时的时域信号图 实验二 采用自发自收的方式 采集各个孔径时的时域信号 在离铝板端面50mm位置分别钻1 5mm 2 0mm 2 5mm 3 0mm 3 5mm 4 0mm的圆孔 采用中心频率为2 5MHz的K2斜探头一只 探头距端面140mm 探头在铝板上的位置如图所示 实验过程中 探头位置不能移动 4 完成实验并采集数据 4 完成实验并采集数据 无缺陷时的时域信号图 1 5mm时的时域信号图 2 5mm时的时域信号图 4 0mm时的时域信号图 为了能够提高缺陷识别敏感度的信号处理方法 使得在试件中具有微小缺陷时就可以检测到结构的缺陷信息 对构件的缺陷状态进行判定 本文用到了信号波形处理技术 对于采样频率一定的信号ai i 1 2 3 N 波形指数FSHA定义为 5 实验数据分析 波形指数的物理意义是对每组数据的波动程度进行衡量 式中ai表示特定时间下的信号幅值的值 通过Matlab编程 可得到波形指数结果 将不同缺陷状态下Lamb波波形指数的变化量做为定征缺陷的数字参量 可以得出波形指数变化量与缺陷大小之间的关系 通过对各缺陷采集信号波形指数变化量进行直线回归 结果表明Lamb波波形指数变化量与缺陷深度之间有较好的线性关系 5 实验数据 自发自收波形指数变化量的直线回归图 一发一收波形指数变化量的直线回归图 通过