Физико-технические основы совершенствования средств автоматизированного, бесконтактного ультразвукового контроля листового проката

Физико-технические основы совершенствования средств автоматизированного, бесконтактного ультразвукового контроля листового проката

Автор: Кириков, Андрей Васильевич

Шифр специальности: 01.04.06

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2006

Место защиты: Санкт-Петербург

Количество страниц: 187 с. ил.

Артикул: 3043435

Автор: Кириков, Андрей Васильевич

Стоимость: 250 руб.

Физико-технические основы совершенствования средств автоматизированного, бесконтактного ультразвукового контроля листового проката  Физико-технические основы совершенствования средств автоматизированного, бесконтактного ультразвукового контроля листового проката 

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ. .4 ВВЕДЕНИЕ
1. РАЗВИТИЕ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ БЕСКОНТАКТНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ УПРУГИХ ВОЛН В УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ
1.1. Краткий анализ эволюции физических представлений о закономерностях электромагнитноакустического ЭМА преобразования в металлах
1.2. Физические основы и сопоставление действия различных механизмов ЭМА преобразования.
1.3. Особенности полевых характеристик электромагнитноакустических преобразователей ЭМАГ1
1.4. Аппаратные средства бесконтактного ультразвукового контроля.
1.5. Анализ результатов и постановка задач исследования
Выводы по 1му разделу.
2. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОАКУСТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВ АИЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ
2.1. Режим возбуждения.
2.1.1. Формирование вихревого тока в рабочей зоне ЭМАП.
2.1.2. Подключение ИК ЭМАП в схеме ключевого генератора
2.1.3. Включение ЭМАП с помощью системы связанных контуров
2.1.4. Автотрансформаторное включение датчика ЭМАП.
2.2. Распространение упругих волн при бесконтактном возбуждении
2.3. Режим приема
Выводы по 2му разделу.
3. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ ИНФОРМАТИВНОСТИ
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ОБЪЕМНЫХ УПРУГИХ ВОЛН.
3.1. Модели неоднородностей естественного происхождения в металлах.
3.2. Взаимодействие упругих волн с плоскостными неоднородностями слоистого строения
3.3. Оценки выявляющей способности упругих волн разных типов
Выводы 3му разделу.
4. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ОБНАРУЖЕНИЯ ПЛОСКОСТНЫХ ПРОТЯЖЕННЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
4.1. Моделирование электроакустического тракта теневого метода ультразвукового контроля
4.2. Практические способы коррекции параметров ультразвукового контроля
изделий с повышенной температурой поверхности
Выводы по 4му разделу.
5. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И АППАРАТНЫЕ РЕШЕНИЯ СРЕДСТВ ВЫСОКОИНФОРМАТИВНОГО, БЕСКОНТАКТНОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ПРОКАТА.
5.1. Варианты конструктивного исполнения ЭМАП многоканальных дефектоскопических систем.
5.2. Схемотехнические решения приемопередающих трактов
5.3. Основные, перспективные приемы повышения чувствительпости и помехозащищенности контроля
5.3.1. Когерентное накопление полезного сигнала
5.3.2. Метод вариации. Сочетания когерентного накопления и метода вариации.
5.3.3. Способы подавления импульсной помехи. Системы динамического контроля временных интервалов
5.4. Примеры организации и построения многоканальных, дефектоскопических систем
5.4.1. Установка типа Север1
5.4.2. Установка типа Север2
5.5. Повышение информативности измерений прочностных характеристик металла проката акустическими методами
5.6. Способ реализации автоматизированного ультразвукового контроля однородности механических свойств листового проката
Выводы по 5му разделу
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
7. ЛИТЕРАТУРА
8. ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ А параметр измерения
а параметр влияния проводящей поверхности, радиус дискообраз
ной пьезопластины, радиус активной зоны параметр элементы матрицы переноса
а единичный вектор в направлении распространения волны
АЦВЬ амплитудные коэффициенты рассеяния плоской продольной
волны на плоской границе раздела двух твердых сред АЛ нормированная амплитуда информационного сигнала
АУВУ амплитудные коэффициенты рассеяния плоской поперечной БУ
волны на плоской границе раздела двух твердых сред В параметр, магнитное поле индукция
Ь параметр, радиус активной зоны
с скорость упругой волны
Су элементы матрицы переноса пропагатора для плоского слоя
С электрическая емкость
Г амплитудный коэффициент прохождения упругой волны,
Оу элементы матрицы переноса упругих смещенийнапряжений
внутри элементарного слоя с диаметр эквивалентного дискового отражателя, дискриминант,
параметр
ЭЕ энергетический коэффициент прохождения упругой волны
ЭУ коэффициент прохождения плоской поперечной БУволны на
плоской границе раздела твердых сред е заряд электрона
Е модуль Юнга, энергия, амплитудный коэффициент электриче
ское напряжение
Б сила
частота, сила, вспомогательный многочлен, частота
в модуль сдвига
x вспомогательная функция х
Н напряженность магнитного поля
НВ твердость материалов по Бриннелю
Н112х . цИЛИндрические функции Ханкеля порядка п первого и второ
го рода
Ь высота, высота эффективного слоя, оригинал переходной функ
Ьь ,ЬП толщина плоского слоя
мнимая единица
плотность вихревых токов
I электрический ток
1пх цилиндрические функции Бесселя порядка п
КО матрица перепоса жесткостей
КОМКОТ динамический модуль нормальной тангенциальной жесткости
к волновое число, индекс суммирования, отношение скоростей по
перечной и продольной волн, коэффициент вариации, параметр
Ь индуктивность
1 индекс суммирования расстояние от точки наблюдения
М взаимная индукция, макроскопическая намагниченность
ш индекс суммирования, масса электрона, параметр
параметр накопления
Щх цилиндрические функции Неймана порядка п
п число витков, относительная площадь фактического касания, ин
декс суммирования РХ полином Лежандра степени п
Рптх присоединенный полином Лежандра степени п, порядка пГ
р давление, параметр Лапласа, волновое число электромагнитной
р единичный вектор поляризации
3 механическая добротность, электрическая добротность
Я волновое число эффективной плоской волны
Я активное сопротивление, коэффициент отражения
г радиус контактной зоны, радиус и расстояние в сферической и
цилиндрической системах координат, расстояние КЕ энергетический коэффициент отражения упругой волны
ЯУ коэффициент отражения плоской поперечной 8Уволны на пло
ской границе раздела твердых сред 8 параметр, площадь
б индекс суммирования
I время
Т тензор упругих напряжений
I время, количество интервалов
II вектор упругого смещения, электрическое напряжение,
и параметры слоистой среды, проекции вектора смещения
V вектор колебательной скорости
У8 тиристор
У плотность потока энергии, проекция вектора смещения на ось у
X случайная величина, матрицастолбец напряженийсмещений
х ось декартовой системы координат, волновое число
У матрицастолбец напряженийсмещений
у ось декартовой системы координат
Ъу Дуь , волновые сопротивления сред
ъ координата
а коэффициент затухания упругой волны, проекции вектора, угол в
декартовой системе координат, параметр
Р угол в декартовой системе координат, коэффициент объмной
концентрации включений у магиитомеханическое отношение
А оператор лапласиан, параметр контактирования шероховатых
поверхностей
5 дельтафункция Дирака, коэффициент электрических потерь,
глубина проникновения вихревых токов угол поворота плоских катушек
в обобщенное затухание
относительная величина воздушного зазора
Л коэффициент потерь, относительная ширина
0 угол в декартовой, цилиндрической и сферической системах
координат
X первый коэффициент Ламэ. длина упругой волны
р. второй коэффициент Ламэ, магнитная проницаемость
V коэффициент Пуассона
коэффициент перфорации, переменная интегрирования
р физическая плотность
с упругое напряжение, электропроводность
т время релаксации
Ф фазовый сдвиг, угол падения продольной волны
О. обобщенная частота
0 круговая частота
угол падения поперечной волны, функция формы фазовый
X угол поляризации поперечной волны, магнитная восприимчи
П функция векторного потенциала
Ф функция скалярного потенциала, функция формы
ЛН локальная неоднородность
ГН протяженная неоднородность
ППН плоскостная протяженная неоднородность
ВВЕДЕНИЕ


Эффект преобразования электромагнитных волн в акустические и обратно за сравнительно продолжительный промежуток времени получил, как в отечественной, так и зарубежной литературе, толкование, содержащее ряд противоречивых моментов. В значительной мере это можно объяснить неравномерностью формирования и развития различных областей экспериментальной и теоретической физики, а также противоречивостью требований практики неразрушающего контроля. Учитывая широкий интерес к близким по содержанию рассматриваемым в диссертационной работе вопросам, даже простое перечисление опубликованных работ потребовало бы чрезмерно большого количества места для описания. Поэтому содержание данного раздела не следует рассматривать как попытку создания исчерпывающе полного обзора по проблемам бесконтактного возбуждения и приема ультразвука. В настоящей работе, как правило, упоминаются сведения лишь тех работ, содержание которых имело принципиальную важность в качестве сравнительного материала. В процессе развития теоретических представлений и экспериментальных исследований ЭМАпреобразования представляется целесообразным выделить четыре основных этапа. Начало первого этапа пятидесятые годы го столетия характеризуется появлением ряда работ, содержащих феноменологическое описапие процессов ЭМАпреобразования 1, 2, в которых приводятся сравнительно подробные изложения наблюдаемых физических эффектов. Однако, целенаправленных исследований фундаментальной и прикладной направленности в этот период осуществлено не было. Приблизительно с начала шестидесятых годов стали появляться работы, затрагивающие значительно более широкий круг проблем бесконтактного возбуждения и приема ультразвука. Прежде всего, были выявлены особенности скинэффекта в сильных магнитных полях 37. Собственно процесс преобразования получил развернутую и принципиально корректную базисную физическую интерпретацию 8 . Для описания процессов, сопровождающих электромагнитноакустическое преобразование, предложено применение специального математического аппарата . Были разработаны и представлены для опубликования материалы первых конструкций электромагнитноакустических преобразователей , где указывалось на возможность использования ЭМАП для целей неразрушающего контроля и метрологического усовершенствования ультразвуковых измерений. Продолжительность третьего этапа можно приблизительно оценить, начиная с х годов и заканчивая ми годами прошлого го столетия. Именно в этот период появилась основная масса работ, содержание которых и представляет современный базис физических воззрений на процессы прямого и обратного преобразования энергии электромагнитного поля в энергию упругих волн. Одновременно с этим шел процесс непрерывного совершенствования конструктивного исполнения ЭМАП и разработки специальной и вспомогательной аппаратуры. Вопросы теории и практики ЭМАпреобразования получили свое дальнейшее развитие, как в работах зарубежных, так и, в особенности, отечественных авторов 8. Отмечается различие в механизмах ЭМАпреобразования для ферромагнитных и неферромагнитных металлов ,, . Исследованы направленные свойства ЭМАП различных типов в режимах излучения и приема . Исследованы и обсуждены различные конструкции ЭМАП, применяемые для возбуждения и приема, как объемных, так и поверхностных волн и волн Лэмба. Были сделаны шаги в направлении поиска оптимальных параметров этих конструкций , . Осуществлены попытки оценки величины коэффициента преобразования энергии электромагнитного поля в энергию акустического поля , . Согласованной оценкой большинства авторов является утверждение о том, что теоретическое значение этой величины для совмещенного ЭМАП примерно на два порядка меньше, чем для пьезоэлектрического преобразователя обычного, пластинчатого типа. Однако на практике даже эти скромные цифры оказывались трудно достижимыми, что ограпичивало сферу эффективного использования так динамично развивавшегося вида средств неразрушающего контроля. Характерным оказалось также появление в рассматриваемый период первых обзоров по бесконтактным методам излучения и приема ультразвука , , ,,, ,9,2,5. Отметим, что в достаточно большом числе публикаций зарубежных авторов описываются эффекты преимущественно в высокочастотной области , , , .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.233, запросов: 142