针对液压缸长期在重载和交变载荷下运行,极易产生各种疲劳损伤,严重时引起缸体焊缝开裂,甚至引发爆缸的问题,对液压支架缸体焊缝检测方法进行了研究。由于焊缝表面不平整,声波垂直入射耦合效果差,将换能器安装在楔块上使得声波斜入射对焊缝进行检测。根据射线声学理论和Snell原理,确定超声波在楔块和工件中的传播路径,得到了楔块条件下超声相控阵延时法则计算公式。对楔块条件下单阵元空间脉冲响应进行延时叠加,得到了超声相控阵的空间声压模型,仿真得到了不同偏转角度时的声轴线声压,分析了在不同偏转角度下超声相控阵换能器辐射声场的特性。对含人工缺陷的焊缝试块进行相控阵实验,能发现不同位置的缺陷,对ZY9200/25/50D型液压支架缸体环焊缝进行现场检测,从相控阵图像上可以直接得到缺陷的位置和尺寸,通过声场仿真可为制定相控阵...

利用空耦超声换能器发射孔径的空间脉冲响应计算平面换能器的声场分布特性。该方法基于线性声学理论的假设,利用孔径表面发射的球面脉冲波的叠加来获得空间中任意点的脉冲响应。由于空气介质中超声的吸收衰减对于声场分布影响较大,并且衰减随着频率的增大而增大,所以在频域计算中引入传播衰减函数,并通过与换能器激励脉冲的卷积获得该场点的声压分布。利用多轴扫描系统及微小孔径接收器空耦换能器的声场分布情况进行试验测量,并与声场的理论计算结果进行对比,两者取得很好的一致性。试验研究不同尺寸的接收孔径对声场测量结果的影响,结果表明,由于空气耦合中转换效率、界面损耗等原因,其声场测量时的接收孔径选择是分辨率和信噪比的权衡结果,在接收增益和信噪比允许的情况下尽量减小接收孔径,可以提高声场测量的精度。