大口径火炮身管药室内膛裂纹电磁超声表面水平剪切波检测方法

• 作者: 张金 王学彬 石文泽 董子华 邓海飞
• 来源期刊: 兵工学报
• 关键词: 火炮 电磁超声换能器 身管 表面SH波 辐射声场 交叉裂纹
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 页码范围: 1763-1770
• 页数: 8页
• 分类号: TH878+.2|TB552
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.021

摘要

大口径火炮身管药室内膛在射击过程中承受高温高压,易产生网状多裂纹,对安全性能造成隐患,但传统检测手段对内壁清洁度要求较高,且检测周期长.为此,提出基于电磁超声表面水平剪切波(SH波)的身管药室内膛裂纹检测方法,对缺陷进行检测.建立表面SH波电磁超声换能器的辐射声场有限元模型,分析永磁体长度和对数对辐射声场的影响,对电磁超声换能器设计参数进行优化.在研究表面SH波声场特征的基础上,建立表面SH波在含有交叉裂纹的身管药室中传播的有限元模型,分析表面SH波与不同夹角裂纹缺陷的作用规律,并通过实验予以验证.结果表明,当使用12对长度为20 mm的永磁体制成的电磁超声换能器时,能够对10 mm×1 mm×2 mm的交叉裂纹进行检测,分析裂纹夹角与回波幅值的影响规律,为身管药室内膛多裂纹检测提供了可靠依据.