连铸坯缺陷超声无损检测方法及实验研究

发布时间：2022-01-23 06:19

　　近年来，虽然连铸技术得到了很大的改进，但是，由于钢水在浇注成型过程中存在诸多影响因素，连铸坯中无法避免会存在一些表面和内部的缺陷。对于存在缺陷的连铸坯，如果没能以有效的手段检出，而是继续进行后续加工，这不仅是能源与资源的浪费，更是在以后的产品使用过程中埋下了巨大的隐患，可能造成无法估量的损失。对于连铸坯的缺陷检测，常常借助于无损检测技术。论文围绕超声波检测连铸坯缺陷进行了仿真和实验研究。取得的成果和得出的结论如下：①建立了基于瑞利积分法的圆形和矩形超声波探头发射声场的数学模型，并通过理论计算和实验方法研究了超声波探头的发射声场。超声波探头发射声场的实验测量结果表明：随着与发射方向夹角的增大，以及超声波的传播，超声场在不断减弱；超声场的能量主要集中在发射方向±20°范围内；还可以看到，发射方向的超声场强度最强。这对超声波探头的研究与设计、选型以及实际的超声波检测中对于信号的分析等都能提供理论依据和指导作用。②建立了超声波在固体中传播的数学模型，用Matlab编程实现超声波在固体中传播的可视化。并与声波仿真软件Wave2000Pulse的仿真结果作比较，验证了所建数学模型的正确性。在此基础... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：124 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 连铸坯常见缺陷类型及形成机理
        1.2.1 表面缺陷
        1.2.2 内部缺陷
    1.3 连铸坯缺陷无损检测方法分析
        1.3.1 常用连铸坯缺陷无损检测方法
        1.3.2 超声波检测（Ultrasonic Testing）
    1.4 连铸坯无损检测的国内外研究现状
    1.5 研究的目的与意义
    1.6 研究的主要内容
    1.7 本章小结
2 超声波探头发射声场研究
    2.1 研究超声波探头发射声场的意义
    2.2 探头发射声场的数学模型
        2.2.1 超声场的波动方程
        2.2.2 介质中超声场在任意一点处的声压
        2.2.3 圆盘源直探头轴线上的声压分布
        2.2.4 圆盘源直探头轴线外任意一点的声压分布及声场指向性
        2.2.5 矩形探头发射声场的声压分布
    2.3 超声波探头发射声场实验研究
        2.3.1 实验目的
        2.3.2 实验方案
        2.3.3 实验装置
        2.3.4 实验步骤
        2.3.5 实验结果与分析
    2.4 本章小结
3 超声波检测连铸坯缺陷仿真研究
    3.1 超声波在固体中的传播理论
        3.1.1 声波的产生和分类
        3.1.2 弹性介质中的波动方程
        3.1.3 超声波在界面的传播
    3.2 超声波在固体中传播的可视化
        3.2.1 模拟软件
        3.2.2 模拟仿真
    3.3 超声波检测连铸坯缺陷仿真
        3.3.1 内部横裂纹
        3.3.2 内部纵裂纹
        3.3.3 内部孔缺陷
        3.3.4 表面横裂纹
        3.3.5 表面斜裂纹
    3.4 本章小结
4 超声波检测连铸坯缺陷实验研究
    4.1 超声波检测连铸坯缺陷实验
        4.1.1 实验目的
        4.1.2 实验方案
        4.1.3 实验装置
        4.1.4 实验步骤
        4.1.5 实验结果与分析
    4.2 仿真结果与实验结果的比较与说明
        4.2.1 表面横裂纹
        4.2.2 表面斜裂纹
        4.2.3 内部孔缺陷
    4.3 本章小结
5 结论
    5.1 成果与结论
    5.2 今后工作重点
致谢
参考文献
附录
    A 发表的论文与专利
    B 参与的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图像特征的板坯表面裂纹检测方法[J]. 李培玉,张志欣,董月.  钢铁研究学报. 2013(08)
[2]基于SVDD和多分辨率的铸坯表面缺陷检测[J]. 杨娟,黄心汉.  计算机与数字工程. 2012(12)
[3]基于Adaboost改进算法的铸坯表面缺陷检测方法[J]. 吴家伟,严京旗,方志宏,夏勇.  钢铁研究学报. 2012(09)
[4]基于图像显著性特征的铸坯表面缺陷检测[J]. 吴家伟,严京旗,方志宏,夏勇,陆敏健.  智能系统学报. 2012(01)
[5]连铸钢坯宏观检验方法的发展及其标准化[J]. 隋晓红,高玉明,谢广群.  物理测试. 2011(S1)
[6]连铸坯质量控制零缺陷战略[J]. 蔡开科,孙彦辉,韩传基.  连铸. 2011(S1)
[7]连铸坯质量判定系统研究综述[J]. 单多,徐安军,汪红兵,田乃媛.  连铸. 2011(02)
[8]连铸板坯表面在线检测技术的研究“轨迹”[J]. 秦道乾,徐科.  金属世界. 2010(05)
[9]连铸方坯低倍缺陷成因分析[J]. 吴红家.  鄂钢科技. 2010 (02)
[10]基于脉冲涡流技术的连铸坯表面缺陷检测[J]. 欧阳奇,张敏,赵立明,张立志.  中国机械工程. 2010(10)

硕士论文
[1]铸坯表面缺陷图像检测方法研究[D]. 郑嵘.上海交通大学 2013
[2]基于图像处理技术的铸坯表面缺陷自动检测系统的研究[D]. 熊志明.武汉科技大学 2011
[3]攀钢板坯角部横裂纹控制的研究[D]. 李菊艳.重庆大学 2010
[4]连铸热坯表面缺陷激光扫描成像三维量化检测方法[D]. 赵立明.重庆大学 2010
[5]略钢连铸坯缺陷成因分析及控制措施[D]. 尚巍巍.西安建筑科技大学 2007



本文编号：3603772