激光熔覆再制造零件中超声传播及缺陷检测数值模拟

• 作者: 王望龙 董世运 薛楠 闫晓玲
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 各向异性 激光熔覆 再制造 超声检测 数值模拟
• 年，卷（期）: 2016,（18）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 2074-2082
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N972015-01113

摘要

激光熔覆再制造零件在具备优良性能的同时,其弹性性能呈现出声学各向异性,为声学检测带来困难,深入研究各向异性激光熔覆层及基体材料中超声波的传播特性,可以为这类再制造零件的超声无损评价提供重要的理论依据.本文建立了激光熔覆再制造零件中超声传播及缺陷检测数学模型,通过计算获得了Fe314激光熔覆再制造涂层、45钢基体两层介质中超声波探头辐射声场的分布特征.研究结果表明:材料的各向异性对入射声场的影响程度与材料的慢度值有关,声束的偏转方向由慢度面的法矢量决定,声束的聚焦、散焦行为由慢度面的曲率决定.应用建立的模型模拟了激光熔覆再制造零件中横通孔、裂纹缺陷的回波信号.比较了数值模拟与实验测量结果,二者的幅值和相位都具有很好的一致性,有效验证了本文所建立的超声检测数学模型的正确性.