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申请/专利权人：中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所

摘要：本发明提供了一种UT检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，该方案中运用CIVA仿真技术对带有模拟缺陷的不同壁厚低温液氮储槽外筒试块进行UT检测工艺仿真研究。本方案的有益效果是：在该方案中运用CIVA仿真技术对带有模拟缺陷的不同壁厚低温液氮储槽外筒试块进行UT检测工艺仿真研究，主要目的是根据工件结构特点、典型缺陷及分布形式，采用不同探头及检测工艺参数，模拟分析工件中不同参数状态下的声场分布规律及缺陷信号反馈情况，确定出适合于不同试块缺陷检测的最佳检测工艺参数，为试块及探头设计，检测工艺优化及降低检测成本提供必要的依据及指导。

主权项：1.一种UT检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，其特征是：包括有以下步骤：a、根据待测外筒壁厚尺寸范围建立无缺陷声场仿真试块CIVA结构模型；b、根据待测外筒壁厚尺寸范围建立缺陷响应仿真试块CIVA结构模型；c、选择不同的探头对无缺陷声场仿真试块进行声场仿真，根据仿真结果总结得到声场能量分布随探头参数变化的规律，初步确定针对不同厚度的外筒壁厚尺寸匹配的探头参数；再采用匹配的探头参数配置对缺陷响应仿真试块进行缺陷响应仿真及仿真结果分析，确定最优选的探头参数；所述步骤c中，在进行声场仿真和缺陷响应仿真之前需要建立声场仿真参数和缺陷响应仿真参数；声场仿真的参数设置的基本原则为：保证超声波束对要求检测区域全覆盖；使检测区域位于主声束上声场能量损失不超过6dB的区域；声场仿真参数包含探头参数、检测参数及计算参数；缺陷响应仿真参数包括探头参数、检测参数、缺陷参数及计算参数；所述步骤c中，对无缺陷声场仿真试块进行声场仿真的步骤为：c3-1、内表面危害性缺陷声场仿真分析：使用接触式超声脉冲回波横波斜入射方法检测此类缺陷，检测时将探头置于试块外表面，超声波斜入射进入试块中在试块底面反射，当底面有裂纹类危害性缺陷时，超声波在缺陷处产生端角反射信号，该信号被探头探测到并形成较明显的缺陷显示信号；具体步骤为：c3-1-1、采用探头频率及探头角度不变，探头直径减小的组合，对无缺陷声场仿真试块进行声场仿真并分析仿真结果；c3-1-2、采用探头直径及探头角度不变，探头频率减小的组合，对无缺陷声场仿真试块进行声场仿真并分析仿真结果；c3-1-3、采用探头频率及探头直径不变，探头角度增加的组合，对无缺陷声场仿真试块进行声场仿真并分析仿真结果；c3-1-4、总结得到声场能量分布随探头参数变化的规律；c3-1-5、根据前述步骤的仿真数据及声场能量分布随探头参数变化的规律，通过计算初步推断出针对不同壁厚尺寸的外筒内表面危害性缺陷匹配的探头参数；c3-2、内表面非危害性缺陷声场仿真分析：使用接触式超声脉冲回波纵波垂垂直入射方法，检测时将探头置于试块外表面，超声波束垂垂直入射进入试块，在试块底面反射，若底面无缺陷，反射回波深度一致，当底面存在腐蚀减薄缺陷时，缺陷处底波信号发生产生扰动或偏移，该信号被探头探测到相较于底波形成较明显的缺陷显示信号；具体步骤为：c3-2-1、采用探头频率及探头角度不变，探头直径减小的组合，对无缺陷声场仿真试块进行声场仿真；c3-2-2、采用探头直径及探头角度不变、探头频率减小的组合，对无缺陷声场仿真试块进行声场仿真；c3-2-3、总结得到声场能量分布随探头参数变化的规律；c3-2-4、根据前述步骤的仿真数据及声场能量分布随探头参数变化的规律，通过计算初步推断出针对不同壁厚尺寸的外筒内表面非危害性缺陷匹配的探头参数；所述步骤c中，对缺陷响应仿真试块进行缺陷响应仿真的具体步骤为：c4-1、内表面危害性缺陷响应仿真分析：c4-1-1、对相同壁厚条件下，缺陷尺寸不同的多个危害性缺陷响应仿真试块进行缺陷响应仿真及结果分析：根据步骤c3-1-5得到的针对不同壁厚尺寸的外筒内表面危害性缺陷匹配的探头参数，对各个试块进行仿真，并分析仿真结果；通过对缺陷响应仿真结果中不同探头对同一裂纹缺陷的回波波幅值进行比较，从而确定出最优选的探头参数；c4-1-2、对不同壁厚条件下，缺陷尺寸相同的多个危害性缺陷响应仿真试块进行缺陷响应仿真及结果分析：根据步骤c3-1-5得到的针对不同壁厚尺寸的外筒内表面危害性缺陷匹配的探头参数，对各个试块进行仿真，并分析仿真结果；通过对缺陷响应仿真结果中，在不同壁厚条件下，不同探头对裂纹缺陷回波的声压降低值进行比较，从而确定出最优选的探头参数；c4-2、内表面非危害性缺陷响应仿真分析：c4-2-1、对相同壁厚条件下，缺陷尺寸不同的多个非危害性缺陷响应仿真试块进行缺陷响应仿真及结果分析：采用步骤c3-2-4中得到的针对不同壁厚尺寸的外筒内表面非危害性缺陷匹配的探头参数进行仿真，并分析仿真结果；通过对缺陷响应仿真结果中不同探头对同一腐蚀凹坑缺陷的回波波幅值进行比较，从而确定出最优选的探头配置；c4-2-2、对不同壁厚条件下，缺陷尺寸相同的多个非危害性缺陷响应仿真试块进行缺陷响应仿真及结果分析：采用步骤c3-2-4中得到的针对不同壁厚尺寸的外筒内表面非危害性缺陷匹配的探头参数进行仿真，并分析仿真结果；通过对缺陷响应仿真结果中，在不同壁厚条件下，不同探头对腐蚀凹坑缺陷回波的声压降低值进行比较，从而确定出最优选的探头参数。

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百度查询： 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 一种UT检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法