制造业高端技术系列 激光熔覆再制造零件的超声检测
作者:闫晓玲 著
出版时间:2017年版
内容简介
本书以激光熔覆再制造零件(包含涂层及毛坯)为研究对象,对影响其服役性能和服役寿命的缺陷和应力进行超声检测评价。本书介绍了激光熔覆再制造毛坯材料缺陷超声检测数值模拟,激光熔覆再制造试样中超声波传播及缺陷检测数值模拟,超声检测信号处理方法,激光熔覆再制造零件缺陷检测,激光熔覆再制造涂层应力检测等内容,着重于解决工程实际问题,实用性强。本书可供无损检测及相关专业研究生、科研人员在学习和研究时使用,也可作为从事无损检测的技术人员的培训或辅助教材。
目录
前言
第1 章 绪论 1
1. 1 超声检测技术的应用领域 3
1. 1. 1 缺陷检测 3
1. 1. 2 应力检测 5
1. 1. 3 涂层性能检测 8
1. 2 超声检测技术的研究现状 9
1. 2. 1 超声检测数值模拟方法 9
1. 2. 2 超声检测信号处理技术 12
1. 2. 3 超声检测仪器的研发 14
第2 章 激光熔覆再制造毛坯材料缺陷超声检测数值模拟 17
2. 1 固体介质的波动方程 18
2. 2 波动方程的有限元解法 19
2. 2. 1 波动方程的变分问题 20
2. 2. 2 波动方程的有限元公式 20
2. 2. 3 波动方程有限元公式的解法及其稳定性 22
2. 3 网格大小和时间步长的选取 24
2. 3. 1 网格大小 24
2. 3. 2 时间步长 24
2. 4 边界条件 24
2. 4. 1 基于势函数的应力人工边界条件 25
2. 4. 2 超声检测数值模拟应力人工边界条件 26
2. 4. 3 应力人工边界条件的施加 28
2. 5 激光熔覆再制造毛坯材料中超声波传播的数值模拟 29
2. 5. 1 碳素钢中超声波传播的数值模拟 29
2. 5. 2 碳素钢中常见缺陷的散射声场分析 31
2. 5. 3 碳素钢中常见缺陷的定性分析 41
2. 5. 4 碳素钢中缺陷的定性分析实验 43
2. 6 主要结论 47
第3 章 激光熔覆再制造试样中超声波传播及缺陷超声检测数值模拟 49
3. 1 Fe314 激光熔覆层显微组织分析 50
3. 2 激光熔覆再制造试样超声检测数学模型 51
3. 2. 1 理论模型 51
3. 2. 2 声场计算模型 52
Ⅴ
3. 2. 3 缺陷远场散射模型 56
3. 2. 4 横通孔及裂纹缺陷回波预测及实验验证 60
3. 3 激光熔覆层中的声场分析 63
3. 3. 1 纵波直探头辐射声场分析 63
3. 3. 2 横波斜探头辐射声场分布 68
3. 4 激光熔覆再制造试样缺陷超声检测实验 71
3. 4. 1 试样的制备及检测工艺参数的选择 71
3. 4. 2 实验结果分析 72
3. 5 主要结论 73
第4 章 超声检测信号处理 75
4. 1 超声检测信号噪声分析 75
4. 2 超声检测信号处理方法 78
4. 2. 1 激光熔覆层超声检测信号消噪方法 79
4. 2. 2 激光熔覆再制造零件缺陷超声诊断方法 86
4. 2. 3 超声应力检测声时差分析方法 91
4. 3 主要结论 96
第5 章 激光熔覆再制造零件缺陷检测 98
5. 1 检测设备及方法 98
5. 2 检测结果分析 99
5. 2. 1 横通孔缺陷检测结果 99
5. 2. 2 裂纹缺陷检测结果 101
5. 2. 3 影响缺陷检测可靠性的主要因素 101
5. 3 应用实例 105
5. 3. 1 横通孔缺陷定量检测 105
5. 3. 2 激光熔覆再制造齿轮缺陷检测 106
5. 4 主要结论 108
第6 章 激光熔覆层应力检测 110
6. 1 表面超声波声弹理论 111
6. 2 激光熔覆层声弹系数标定实验 112
6. 2. 1 实验材料及设备 112
6. 2. 2 试样的制备 116
6. 2. 3 实验方法 116
6. 2. 4 激光熔覆层声弹系数标定 117
6. 3 影响应力检测可靠性的主要因素影响分析 120
6. 3. 1 激光熔覆层微观形貌影响分析 121
6. 3. 2 表面超声波传播时差计算精度影响分析 126
6. 3. 3 加载变形影响分析 126
6. 4 应用实例 128
6. 4. 1 服役状态下激光熔覆层应力检测 128
Ⅵ
6. 4. 2 激光熔覆层残余应力检测 129
6. 5 主要结论 131
附录A 基于ANSYS 的超声波传播模拟命令流 132
附录B 超声检测信号消噪及缺陷诊断程序 137
附录C 超声应力检测相关计算程序 143
参考文献 146
制造业高端技术系列 激光熔覆再制造零件的超声检测 闫晓玲 著 2017年版
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