热障涂层失效的无损检测与评价研究进展 被引量：7

1

作者 赵扬 马志远 +3 位作者 陈建伟 林莉 马健 赵鹏 《河北科技大学学报》 CAS 2013年第6期494-500,共7页

热障涂层作为航空发动机高温部件的关键材料,其质量和性能的无损检测与评价是热障涂层研究领域中急需解决的关键问题。系统回顾了热障涂层无损检测技术与方法的发展历史与研究现状,重点介绍了热障涂层TGO与残余应力的无损检测技术及其... 热障涂层作为航空发动机高温部件的关键材料,其质量和性能的无损检测与评价是热障涂层研究领域中急需解决的关键问题。系统回顾了热障涂层无损检测技术与方法的发展历史与研究现状,重点介绍了热障涂层TGO与残余应力的无损检测技术及其未来的发展方向。 展开更多

关键词 无损检测 热障涂层 TGO 残余应力

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铝合金薄板焊缝根部缺陷高阶半跨模式波定量检测

2

作者 狄成军 李潇 +2 位作者 罗忠兵 刘晨飞 金士杰 《应用声学》 北大核心 2025年第1期120-127,共8页

铝合金薄板焊接时会产生接近垂直的根部缺陷,且表面余高制约超声检测探头与楔块布置。结合常规半跨模式波的全聚焦方法有助于实现根部垂直缺陷轮廓表征与定量,但受余高影响,相控阵探头声场仍难以有效覆盖焊缝区域。该文考虑了薄板内的... 铝合金薄板焊接时会产生接近垂直的根部缺陷,且表面余高制约超声检测探头与楔块布置。结合常规半跨模式波的全聚焦方法有助于实现根部垂直缺陷轮廓表征与定量,但受余高影响,相控阵探头声场仍难以有效覆盖焊缝区域。该文考虑了薄板内的超声波多次反射,提出利用声束路径更长、声场覆盖范围更广的高阶半跨模式波进行缺陷轮廓重建。对存在和不存在余高的厚度6.0 mm铝合金板中端点深度3.0 mm、高度3.0 mm的根部裂纹,采用32阵元、中心频率5 MHz相控阵探头配合55◦横波楔块实施全矩阵捕捉和高阶半跨模式波成像。仿真和实验结果表明,缺陷轮廓可以被完整呈现,且缺陷高度定量相对误差均不超过5.0%。此外,需依据板材厚度合理选择半跨模式波阶数,板厚越薄,适用的半跨模式波阶数越高。 展开更多

关键词 薄板 高阶半跨模式波 焊缝余高 超声检测 定量检测

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基于VMD的厚壁奥氏体不锈钢焊缝双晶面阵全聚焦降噪成像研究

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作者 刘伟达 杨宸旭 +6 位作者 王俊龙 刘梓昱 杨会敏 严宇 徐喆 廖静瑜 林莉 《压电与声光》 北大核心 2025年第3期513-519,共7页

针对厚壁奥氏体不锈钢焊缝超声信号噪声水平高,模态复杂而导致缺陷检测信噪比低的问题,提出了基于变分模态分解(VMD)降噪的一发一收纵波(TRL)双晶面阵全聚焦成像方法。在厚度76 mm的奥氏体不锈钢焊缝试块上加工深度10~70 mm、直径3.2 m... 针对厚壁奥氏体不锈钢焊缝超声信号噪声水平高,模态复杂而导致缺陷检测信噪比低的问题,提出了基于变分模态分解(VMD)降噪的一发一收纵波(TRL)双晶面阵全聚焦成像方法。在厚度76 mm的奥氏体不锈钢焊缝试块上加工深度10~70 mm、直径3.2 mm的横通孔缺陷,选择中心频率2.25 MHz的TRL探头采集全矩阵捕获(FMC)数据。利用灰狼算法优化FMC信号VMD的惩罚因子系数和分解层数,根据模态分量的频谱能量分布和互相关系数重构全矩阵数据矩阵。建立三维空间的声束传播延时叠加法则,将FMC降噪信号进行全聚焦成像。研究表明,相比于原始FMC数据、经验模态分解降噪和小波包分解降噪的成像结果,VMD降噪成像的缺陷信噪比分别提高了4.69~6.85 dB、2.28~4.40 dB和2.29~4.47 dB,有效提升了焊缝检测效果。 展开更多

关键词 奥氏体不锈钢焊缝 变分模态分解 信噪比 双晶面阵 全聚焦成像

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复合材料蜂窝夹芯缺陷超声检测模拟研究 被引量：4

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作者 郝威 李明 +3 位作者 徐莹 马志远 王珏 林莉 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第8期1362-1365,共4页

实际检测中发现,复合材料蜂窝夹层结构中的芯格塌陷和胞壁鼓泡缺陷能够引起喷水超声穿透法C扫描检测中超声大幅度衰减。为了从理论上分析并验证蜂窝夹芯缺陷对穿透法超声传播的影响,本文采用3D有限元建模仿真方法,分别模拟了超声波在蜂... 实际检测中发现,复合材料蜂窝夹层结构中的芯格塌陷和胞壁鼓泡缺陷能够引起喷水超声穿透法C扫描检测中超声大幅度衰减。为了从理论上分析并验证蜂窝夹芯缺陷对穿透法超声传播的影响,本文采用3D有限元建模仿真方法,分别模拟了超声波在蜂窝壁完好、芯格塌陷、胞壁鼓泡这3种模型中的传播方式,研究了不同缺陷种类的尺寸和数量对、超声透射波幅值的影响,讨论了复合材料蜂窝芯格塌陷和胞壁鼓泡缺陷引起零件检测中超声波大幅度衰减的原因,与实际超声C扫描检测结果具有较好的一致性。 展开更多

关键词 蜂窝夹层结构 超声检测 芯格塌陷 胞壁鼓泡 有限元模拟

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基于相位相干成像的TOFD检测缺陷图像增强处理研究 被引量：5

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作者 康达 陈尧 +3 位作者 金士杰 张东辉 郭彦辉 林莉 《压力容器》 2016年第6期59-66,共8页

利用超声衍射时差法(TOFD)对钢制安全壳(CV)焊缝进行缺陷检测时,存在信噪比低和分辨率差等现象。为解决上述问题,发展了一种基于相位相干成像(PCI)的TOFD的图像增强处理算法,该算法适用于平行扫查(B扫查)与非平行扫查(D扫查),针对B扫查... 利用超声衍射时差法(TOFD)对钢制安全壳(CV)焊缝进行缺陷检测时,存在信噪比低和分辨率差等现象。为解决上述问题,发展了一种基于相位相干成像(PCI)的TOFD的图像增强处理算法,该算法适用于平行扫查(B扫查)与非平行扫查(D扫查),针对B扫查和D扫查图像从增强算法原理及其试验效果进行了说明,为后续缺陷定位、定量研究奠定理论基础。首先,利用合成孔径聚焦技术(SAFT)对厚度48 mm的CV试块焊缝中底面开口槽B扫查和D扫查图像进行处理,得到SAFT图像;然后,利用PCI算法对SAFT图像进行相位相干处理。结果表明,PCI算法能够通过减小合成孔径声束宽度有效提高横向分辨率。此外,该算法还能够通过放大相位分布对幅值的作用有效抑制背景噪声,使缺陷信噪比得到提升。并在上述研究基础之上,比较了CCF和SCF权重矩阵增强效果,为实际图像处理中权重矩阵的选择提供参考。 展开更多

关键词 超声衍射时差法 相位相干成像 合成孔径聚焦技术 横向分辨率 信噪比

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航空复材构件R区相控阵超声检测研究进展 被引量：9

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作者 罗忠兵 曹欢庆 林莉 《航空制造技术》 2019年第14期67-75,共9页

航空碳钎维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)构件通常具有几何形状复杂的R区结构,提高该区域缺陷检测质量对于保证航空构件的承载性能至关重要。本文结合声学建模及声传播规律仿真分析,确认了CFRP构件R区同时... 航空碳钎维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)构件通常具有几何形状复杂的R区结构,提高该区域缺陷检测质量对于保证航空构件的承载性能至关重要。本文结合声学建模及声传播规律仿真分析,确认了CFRP构件R区同时存在叠层、曲面及弹性各向异性3方面特点,导致超声波垂直入射难、声传播路径扭折、结构噪声强和声耦合效果差等问题。基于相控阵超声检测(Phased Array Ultrasonic Testing,PAUT)技术,针对R区尤其是变厚度、变曲率和变角度情况下缺陷检测难题,重点综述了换能器研发、基于信号后处理的超声成像、固体柔性耦合介质及辅助工装研发等方面的研究进展,分析了当前研究存在的主要问题及未来发展方向。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP) R区 曲面 弹性各向异性 相控阵超声检测 缺陷

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铝合金搅拌摩擦焊超声检测研究进展 被引量：3

7

作者 金士杰 田鑫 林莉 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期45-59,共15页

铝合金搅拌摩擦焊(friction stir welding, FSW)焊接参数选择不当将会产生隧道孔、未焊透(lack of penetration, LOP)和吻接等取向复杂、细微紧贴的缺陷。首先,本文简述了FSW焊缝与典型缺陷特征,总结了超声检测时面临纵向分辨力低、缺... 铝合金搅拌摩擦焊(friction stir welding, FSW)焊接参数选择不当将会产生隧道孔、未焊透(lack of penetration, LOP)和吻接等取向复杂、细微紧贴的缺陷。首先,本文简述了FSW焊缝与典型缺陷特征,总结了超声检测时面临纵向分辨力低、缺陷表征不完整、材料与缺陷声阻抗接近和灵敏度不足等难点。随后,从常规超声、超声衍射时差法(time-of-flight diffraction, TOFD)、相控阵超声检测技术和其他超声检测技术等方面综述了现有的铝合金FSW超声检测研究工作。最后,结合超声信号处理方法和机器学习方法对研究前景进行展望:可以通过分析和提取信号特征,进一步提升超声检测分辨力和信噪比,并实现取向复杂缺陷和细微紧贴缺陷的精准辨识与定量。 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 铝合金 超声检测 缺陷

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千赫及兆赫级频带EMI技术检测灵敏度实验研究

8

作者 李继承 林莉 +2 位作者 孟丽娟 李喜孟 雷明凯 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第5期776-781,共6页

借助WK6500B精密阻抗分析仪对压电阻抗(EMI)技术结构健康监测研究中,检测频带与检测灵敏度间的关系进行了定量研究。选用尺寸为1 250mm×100mm×3mm铝梁结构上距离锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)传感器1 000mm的1.2mm通孔损伤作为检... 借助WK6500B精密阻抗分析仪对压电阻抗(EMI)技术结构健康监测研究中,检测频带与检测灵敏度间的关系进行了定量研究。选用尺寸为1 250mm×100mm×3mm铝梁结构上距离锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)传感器1 000mm的1.2mm通孔损伤作为检测对象。在10kHz～10MHz频率范围内7个峰值集中的频段,分别选用电阻抗谱峰值偏移量(Δf)和均方差作为损伤识别指数,对EMI技术检测灵敏度进行了研究。结果表明,在千赫级频带范围内,Δf和均方差均随着检测频段的升高呈先增大后减小的变化趋势,280～340kHz频段对于通孔损伤具有最高的检测灵敏度。在兆赫级频带范围内,Δf取值较大,在6.18 MHz处出现了25.0kHz的显著偏移。由于千赫和兆赫级频带的电阻抗信号分别具有峰值数量多,综合各峰值信息整体分析时对损伤敏感和峰值数量少,单一峰值偏移量对损伤敏感的特点,在实际检测过程中,可将这2个频带的检测结果结合起来以提高EMI技术对微小损伤的检测灵敏度。 展开更多

关键词 压电阻抗技术 检测频段 检测灵敏度 锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)传感器 微小损伤

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超声检测识别CFRP复合材料PTFE夹杂与富树脂缺陷 被引量：1

9

作者 付冬欣 林莉 +1 位作者 张书宁 罗忠兵 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期83-88,共6页

针对碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)缺陷试样制作困难且不同夹杂缺陷难识别的问题,采用仿真与试验相结合的方法,开展聚四氟乙烯(PTFE)夹杂与富树脂缺陷超声检测研究。首先建立考虑CFRP层结构弹性各向异性的... 针对碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)缺陷试样制作困难且不同夹杂缺陷难识别的问题,采用仿真与试验相结合的方法,开展聚四氟乙烯(PTFE)夹杂与富树脂缺陷超声检测研究。首先建立考虑CFRP层结构弹性各向异性的多向层合板超声反射法有限元模型,对比模拟与试验得到的A扫描时域信号,证明了模型的有效性。在CFRP层合板内部设置宽度6 mm,厚度0.03~0.40 mm的PTFE夹杂和厚度0.03~0.85 mm的富树脂缺陷,模拟得到超声A扫描信号,分析比较两种缺陷厚度变化对超声信号幅值最大值和波形峭度因子的影响。结果显示,随着缺陷厚度增加,PTFE夹杂及富树脂缺陷信号的幅值最大值和峭度因子均呈现先上升后下降最后趋于稳定的趋势,但富树脂缺陷信号幅值最大值低于PTFE夹杂,其峭度因子随厚度变化滞后于PTFE夹杂。 展开更多

关键词 碳纤维增强复合材料(CFRP) 数值模拟 缺陷识别 PTFE夹杂 富树脂

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基于CT图像建模的TATB基PBX超声检测仿真方法

10

作者 李智锋 林莉 +3 位作者 张伟斌 赵文瑕 马志远 李海宁 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期693-701,共9页

为突破TATB基PBX超声仿真精度的局限,实现结构与性能关联的超声无损检测与表征,提出基于CT图像建模的PBX超声仿真建模方法,利用CT图像中颗粒相与黏结剂相显著的灰度分布差异提取结构形态和特征,通过对CT图像切片降噪、二值化、边界优化... 为突破TATB基PBX超声仿真精度的局限,实现结构与性能关联的超声无损检测与表征,提出基于CT图像建模的PBX超声仿真建模方法,利用CT图像中颗粒相与黏结剂相显著的灰度分布差异提取结构形态和特征,通过对CT图像切片降噪、二值化、边界优化等处理,获得了包含造型粉颗粒及边界形态的二维几何结构模型,并将该模型用于超声传播过程的有限元仿真,定量对比了基于CT图像的超声仿真模型与Voronoi模型仿真效果的差异。研究表明,基于CT图像模型可以实现TATB颗粒及边界形态随机复杂结构特征的有效刻画,使得超声仿真结果与实验更趋一致,声速、衰减、频域幅值和表观积分背散射系数的误差分别为0.32%、1.14%、0.92%和1.55%,均在2%以内,相较于Voronoi模型的误差(2.77%、35.93%、20.70%、13.68%)大幅降低,仿真准确性得到显著提升。 展开更多

关键词 高聚物黏结炸药(PBX) CT图像 超声检测 仿真模型

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厚壁奥氏体不锈钢焊缝双晶纵波面阵探头矢量相干全聚焦成像研究

11

作者 杨宸旭 严宇 +6 位作者 刘梓昱 王俊龙 马志远 杨会敏 刘伟达 张东辉 林莉 《压力容器》 北大核心 2024年第12期60-66,共7页

针对厚壁奥氏体不锈钢焊缝全聚焦(TFM)成像信噪比低、影响缺陷辨识的问题,开展一发一收纵波(TRL)面阵探头结合矢量相干因子(VCF)的加权成像研究。在厚度76 mm奥氏体不锈钢焊缝试块中加工深度为10,30,50,70 mm,直径为3.2 mm横通孔缺陷,... 针对厚壁奥氏体不锈钢焊缝全聚焦(TFM)成像信噪比低、影响缺陷辨识的问题,开展一发一收纵波(TRL)面阵探头结合矢量相干因子(VCF)的加权成像研究。在厚度76 mm奥氏体不锈钢焊缝试块中加工深度为10,30,50,70 mm,直径为3.2 mm横通孔缺陷,利用中心频率2.25 MHz、阵元排布16×4×2的TRL探头采集全矩阵数据。根据探头的二维阵列双模块结构,建立基于三维声束传播路径的延时叠加计算法则,提取信号瞬时相位构建VCF,并利用权重因子重构成像数据矩阵,形成针对厚壁奥氏体不锈钢焊缝的TRL-TFM-VCF成像方法。试验结果表明,相比于扇形扫描和全聚焦成像,TRL-TFM-VCF方法焊缝近表面(深度10 mm)缺陷信噪比分别提升了9.98 dB和6.37 dB;近底面(深度70 mm)缺陷信噪比分别提升了8.33 dB和3.00 dB;阵列性能参数分别降低了4.74和4.85。该方法可有效提升厚壁奥氏体不锈钢焊缝超声检测信噪比和对缺陷的定位精度。 展开更多

关键词 奥氏体不锈钢焊缝 双晶面阵探头 全聚焦成像 矢量相干因子

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基于多弹性参数超声反演热障涂层孔隙形貌与宏观弹性特性关系

12

作者 马志远 阳纪伟 +1 位作者 孙珞茗 林莉 《中国表面工程》 北大核心 2025年第1期118-126,共9页

热障涂层(TBCs)内部微观结构对其宏观弹性影响显著,探究TBCs孔隙微观结构特征与宏观弹性之间的关系对于优化制备工艺参数及预测使役寿命至关重要。针对现有基于椭圆近似研究TBCs孔隙率、尺寸、取向与涂层宏观弹性关系,未考虑孔隙不规则... 热障涂层(TBCs)内部微观结构对其宏观弹性影响显著,探究TBCs孔隙微观结构特征与宏观弹性之间的关系对于优化制备工艺参数及预测使役寿命至关重要。针对现有基于椭圆近似研究TBCs孔隙率、尺寸、取向与涂层宏观弹性关系,未考虑孔隙不规则形貌对宏观弹性影响的问题,开展了基于水浸超声背反射试验,采用随机孔隙模型(RVM)与随机球孔模型(RSM)进行超声有限元数值模拟,结合灵敏度分析方法定量反演TBCs的多个弹性常数,并分别与微观力学理论计算以及试验测量的弹性常数进行对比,揭示孔隙不规则形貌对宏观弹性的影响规律。等离子体喷涂Al2O3涂层弹性常数的超声测量、数值模拟以及理论计算结果显示:弹性常数具有明显的弹性各向异性,数值模拟发现基于RSM模型测量的弹性常数值与理论值具有较好的一致性,相对偏差不超过3.32%;基于RVM模型测量的弹性常数值与理论值的相对偏差高达12.53%,孔隙不规则形貌对TBCs宏观弹性具有不可忽略的影响,而且具有不规则形貌的RVM反演结果相较于RSM与试验结果更相近,进一步说明孔隙不规则形貌会显著影响涂层的弹性性能。研究结果为表征TBCs微观结构的复杂形貌提供一定的支撑,对研究TBCs微观结构与弹性性能关系并进一步优化制备工艺具有重要意义。 展开更多

关键词 热障涂层 超声反射 孔隙结构 孔隙形貌 弹性各向异性

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基于超声回波相位导数谱测量CFRP表面富树脂层厚度

13

作者 马志远 宋鑫民 +2 位作者 张天旭 郝旭峰 林莉 《航空制造技术》 北大核心 2025年第9期20-26,共7页

针对碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)表面富树脂层厚度薄、涂层与基体声学参数相近、叠层多界面等引起的传统超声测厚方法精度低的难题,提出了一种基于超声回波相位导数谱(Ultrasonic echo phase derivative ... 针对碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)表面富树脂层厚度薄、涂层与基体声学参数相近、叠层多界面等引起的传统超声测厚方法精度低的难题,提出了一种基于超声回波相位导数谱(Ultrasonic echo phase derivative spectrum,UEPDS)谐振频率测量CFRP表面富树脂层厚度的新方法。基于超声波在多层结构中的透射与反射规律,构建出耦合介质/涂层/基体三介质二界面结构的UEPDS,并辨识UEPDS的谐振频率与涂层厚度之间的理论关系,以克服传统采用声压反射系数幅度谱或相位谱测厚时精度受基准波、信号初始相位等影响大的问题,结合标定声速,即可准确测定涂层厚度。试验使用超声C扫描系统结合标称频率25 MHz探头对厚度在数十~100μm变化的富树脂层进行测厚,并与激光共聚焦显微镜观测厚度进行对比验证。结果表明,25 MHz探头可有效实现厚度≥40.7μm的富树脂层测厚,超声测厚云图与金相观测厚度之间绝对误差≤5.1μm,相对误差<8.0%。研究发现影响测厚准确率的主要因素为富树脂层/基体界面存在的起伏状编织间隙残留树脂。 展开更多

关键词 超声检测 超声回波相位导数谱(UEPDS) 谐振频率 富树脂层 测厚

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基于功率谱分析的表面涂层厚度超声无损测量方法 被引量：18

14

作者 徐志辉 林莉 +1 位作者 李喜孟 雷明凯 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2004年第6期7-9,14,共4页

针对厚度小于1 mm的薄膜或涂层材料,研究了一种超声测厚信号处理方法.当超声波在两层或多层介质中传播时,不同界面的回波信号会相互叠加并发生干涉.当超声波在厚度L、声速ν、声阻抗Z2的介质(介于声阻抗分别为Z1和Z3的两介质之间)中传播... 针对厚度小于1 mm的薄膜或涂层材料,研究了一种超声测厚信号处理方法.当超声波在两层或多层介质中传播时,不同界面的回波信号会相互叠加并发生干涉.当超声波在厚度L、声速ν、声阻抗Z2的介质(介于声阻抗分别为Z1和Z3的两介质之间)中传播,由于界面回波的叠加与干涉,回波信号的功率谱在频率为f0=ν /4L的奇数或偶数倍处出现周期性极值点.因此,当声速ν已知,待测试样的厚度L可由关系式L=ν /2△f 来求得.其中,△f是相邻两极值的频率间隔.根据该原理,采用水浸聚焦脉冲回波超声检测方法,对镍基高温合金基体上的ZrO2热喷涂涂层(270～400 μm)进行了厚度测试,试验结果与金相法测试结果相符. 展开更多

关键词 超声检测 层厚 无损测量 厚度 并发 超声波 声阻抗 极值点 干涉 偶数

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考虑孔隙细观特征的热障涂层脱粘缺陷超声检测数值模拟 被引量：7

15

作者 张伟 马志远 +2 位作者 高剑英 林莉 雷明凯 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期115-121,共7页

为探究孔隙细观形貌对热障涂层脱粘缺陷超声检测定量精度的影响,基于电子束物理气相沉积法制备的厚度约为100μm的ZrO_2-7%Y_2O_3(7YSZ)热障涂层SEM形貌,建立了界面脱粘尺寸0.2~2.0 mm、孔隙率范围0%~5%、孔隙平均宽高比分别为4∶10、6... 为探究孔隙细观形貌对热障涂层脱粘缺陷超声检测定量精度的影响,基于电子束物理气相沉积法制备的厚度约为100μm的ZrO_2-7%Y_2O_3(7YSZ)热障涂层SEM形貌,建立了界面脱粘尺寸0.2~2.0 mm、孔隙率范围0%~5%、孔隙平均宽高比分别为4∶10、6∶10、8∶10和10∶10的多组热障涂层二维随机孔隙模型(Random void model,RVM),采用时域有限差分技术进行了超声检测数值模拟。结果表明:当涂层厚度一定时,涂层声压反射系数幅度谱极值与脱粘尺寸呈线性关系,脱粘尺寸超声定量误差随孔隙率和孔隙平均宽高比的增加而增大,当涂层孔隙率为5%时,超声测量最大相对误差已达到37.7%,孔隙平均宽高比增大为10:10时,超声测量最大相对误差达到36.9%。此外,由于受孔隙分布状态的影响,超声定量结果呈现出一定的波动性。 展开更多

关键词 热障涂层 脱粘 孔隙细观特征 随机孔隙模型 超声检测 数值模拟

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相控阵超声检测横向分辨力实验测试及分析 被引量：30

16

作者 杨平华 林莉 +2 位作者 刘春伟 高海良 李喜孟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1384-1389,共6页

使用带有斜楔的60晶片线型阵列换能器,以扇扫成像方式,对孔径为8~30 mm范围内,焦距分别为30 mm、40 mm、60 mm、80 mm时相控阵系统的横向分辨力进行了实验测定。研究发现：焦距一定时,随线阵换能器孔径的增大,系统的横向分辨力提高;孔... 使用带有斜楔的60晶片线型阵列换能器,以扇扫成像方式,对孔径为8~30 mm范围内,焦距分别为30 mm、40 mm、60 mm、80 mm时相控阵系统的横向分辨力进行了实验测定。研究发现：焦距一定时,随线阵换能器孔径的增大,系统的横向分辨力提高;孔径一定时,随焦距增加,系统横向分辨力降低;焦距和换能器孔径对相控阵成像分辨力影响显著。实测结果与理论分析以及已有文献的数值模拟结果具有良好的一致性。研究结果对于相控阵超声检测的工程应用具有重要参考价值。 展开更多

关键词 相控阵 横向分辨力 换能器孔径 聚焦

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激励电压对压电阻抗法检测灵敏度的影响 被引量：8

17

作者 李继承 林莉 +2 位作者 孟丽娟 李喜孟 雷明凯 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期421-425,525-526,共5页

研究了锆钛酸铅压电陶瓷(lead zirconate titanate piezoelectric ceramic,简称PZT)传感器的激励电压与压电阻抗法(electro-mechanical impedance,简称EMI)结构健康监测技术灵敏度之间的关系。借助WK 6500B精密阻抗分析仪及自行搭建的... 研究了锆钛酸铅压电陶瓷(lead zirconate titanate piezoelectric ceramic,简称PZT)传感器的激励电压与压电阻抗法(electro-mechanical impedance,简称EMI)结构健康监测技术灵敏度之间的关系。借助WK 6500B精密阻抗分析仪及自行搭建的高激励电压电阻抗测试系统(high excitation voltage electrical impedance measurement sys-tem,简称HEVEIMS),在0.01～20V之间8种不同激励电压下,对尺寸为1250mm×100mm×3mm铝梁结构上距离PZT传感器1 000mm的直径为1.2,2.5和3.5mm的通孔损伤进行了检测。研究结果表明,激励电压与检测灵敏度之间的关系是非单调的。在1～10V范围内,提高激励电压能够显著增大EMI方法的检测灵敏度。高激励电压下PZT电阻抗信号中非线性成分增多是导致EMI方法检测灵敏度升高的主要原因。研究结果不但为EMI检测中激励电压的选取提供了参考,也为明确激励电压与检测灵敏度之间的相关关系提供了数据支持。 展开更多

关键词 压电阻抗 压电传感器 结构健康监测 激励电压 检测灵敏度

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奥氏体不锈钢窄间隙焊缝侧壁未熔合相控阵超声检测 被引量：11

18

作者 张鑫 林莉 金士杰 《应用声学》 CSCD 北大核心 2021年第1期97-102,共6页

针对核电站主管道奥氏体不锈钢窄间隙焊缝侧壁未熔合超声检测困难的问题,该文开展基于电子背散射衍射技术的相控阵超声检测研究,并结合全聚焦方法和相位相干成像方法抑制结构噪声。利用电子背散射衍射技术建立壁厚69.5 mm,且同时包含母... 针对核电站主管道奥氏体不锈钢窄间隙焊缝侧壁未熔合超声检测困难的问题,该文开展基于电子背散射衍射技术的相控阵超声检测研究,并结合全聚焦方法和相位相干成像方法抑制结构噪声。利用电子背散射衍射技术建立壁厚69.5 mm,且同时包含母材和焊缝的奥氏体不锈钢窄间隙焊缝模型。沿焊缝熔合线设置深度26.5 mm、高度3.0 mm的侧壁未熔合,经过仿真优化确定了中心频率2.25 MHz、32阵元以及45°纵波楔块的相控阵超声检测参数。仿真和实验检测结果显示,侧壁未熔合检测信噪比相差不超过0.6 dB,验证了所建模型的有效性。在此基础上,利用全聚焦方法和相位相干成像方法削弱结构噪声,检测信噪比较相控阵扇扫描图像分别提升2.3 dB和4.7 dB,且侧壁未熔合深度与高度定量误差均不超过6.7%。 展开更多

关键词 奥氏体不锈钢 侧壁未熔合 电子背散射衍射 相控阵超声检测 信号后处理

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基于全模式全聚焦方法的裂纹超声成像定量检测 被引量：19

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作者 金士杰 刘晨飞 +2 位作者 史思琪 廖静瑜 林莉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期183-190,共8页

利用超声成像方法对关注区域成像,对获取缺陷形状、尺度和取向等特征具有重要意义。考虑了21种不同声束路径的模式波,复合叠加各重建点能量最强信号,提出全模式全聚焦方法(FTFM)。利用一组探头楔块,通过一次信号采集实现未知裂纹的轮廓... 利用超声成像方法对关注区域成像,对获取缺陷形状、尺度和取向等特征具有重要意义。考虑了21种不同声束路径的模式波,复合叠加各重建点能量最强信号,提出全模式全聚焦方法(FTFM)。利用一组探头楔块,通过一次信号采集实现未知裂纹的轮廓重建与定量检测。针对厚度40 mm碳钢中长度4 mm,中心深度25 mm,取向角度分别为0°、±20°、±50°和±80°的裂纹,采用64阵元、中心频率5 MHz线阵探头配合45°纵波楔块实施全矩阵捕捉(FMC)和FTFM成像,仿真和实验均重建了裂纹完整轮廓,裂纹长度、取向和中心深度定量误差分别不超过0.60 mm、2.39°和0.73 mm。最后,为保证FTFM成像质量,检测时应合理选择相控阵探头参数,并移动探头至最佳位置处采集FMC信号。 展开更多

关键词 全模式全聚焦方法 裂纹 定量检测 全矩阵捕捉

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CFRP随机孔隙模型及孔隙率超声检测数值模拟 被引量：3

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作者 牟云飞 林莉 +1 位作者 郭广平 李喜孟 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期54-57,61,共5页

基于炭纤维增强树脂基复合材料（CFRP）随机孔隙模型,提出采用时域有限差分法对CFRP孔隙率超声衰减检测进行数值模拟。针对孔隙率P=0.065%4.96%,厚度2mm,纤维质量分数69%±3%的多层预浸料热压成型炭纤维单向增强环氧树脂基复合板,... 基于炭纤维增强树脂基复合材料（CFRP）随机孔隙模型,提出采用时域有限差分法对CFRP孔隙率超声衰减检测进行数值模拟。针对孔隙率P=0.065%4.96%,厚度2mm,纤维质量分数69%±3%的多层预浸料热压成型炭纤维单向增强环氧树脂基复合板,进行了数值模拟与实验测试。所得到的CFRP孔隙率与超声衰减系数间关系,在模拟与实验中展现了相似的规律。结果表明：利用随机孔隙模型结合时域有限差分法进行CFRP孔隙率超声检测数值模拟具有可行性。 展开更多

关键词 炭纤维增强复合材料 孔隙率 随机介质 随机孔隙模型 时域有限差分法

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