一种变曲率、变厚度结构材质差异性超声评价方法与流程

技术特征：
1.一种变曲率、变厚度结构材质差异性超声评价方法，其特征在于：该评价方法采用以下步骤进行检测和评判：步骤一、检测系统由超声波探伤仪、超声探头和对比试块组成；步骤二、根据材料超声可检性，选择相应的超声检测方式、检测频率、探头类型对对比试块进行检测，采集每一检测部位的底面反射回波或穿透波信号幅值进行成像，记录为图像c1；检测过程中的灵敏度调节方法为；调节超声波探伤仪增益，使成像用声波信号幅值在超声波探伤仪显示屏上显示幅度的最大值等于80％，并且保证采集的所有声波信号幅值在超声波探伤仪显示屏上的显示幅度均在30％～80％范围内，若不能满足上述要求，则应调整检测方式、检测频率、探头类型、水距参数，或采用分区检测，直至满足对比试块超声检测的声波信号幅值在超声波探伤仪显示屏上的显示幅度的30％～80％范围内；步骤三、采用与步骤二中对比试块检测相同的超声检测方式、检测频率、探头类型对被检测零件进行检测，采集被检测零件每一检测部位的底面反射回波或穿透波信号幅值进行成像，记录为图像c2；步骤四、对检测图像c1和c2做均匀化处理，得到修正的图像c1
′
和c2
′
；步骤五、以图像c1
′
的数据点为基准，对图像c2
′
中对应的数据点进行归一化处理，归一化处理方法如式(1)所示，d＝[20lg(80％/a2)-20lg(80％/a1)]/t
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(1)式中：a1——图像c1
′
中单点成像信号幅值(单位：％)；a2——图像c2
′
中单点成像信号幅值(单位：％)；t——信号采集点声程(单位：
㎜
)；d——图像c2
′
中单点成像信号归一化幅值(单位：db)步骤六：采用归一化幅值d重构检测图像c3，利用图像c3中数据点幅值和面积信息评价被检测零件材质的差异性。2.根据权利要求1所述的变曲率、变厚度结构材质差异性超声评价方法，其特征在于，所述步骤一中对比试块结构参数中的结构形式、曲率变化、厚度变化与被检测零件相同，对比试块材质成分、均匀性符合材料技术条件要求，内部孔隙率视为零。3.根据权利要求1所述的变曲率、变厚度结构材质差异性超声评价方法，其特征在于，所述步骤二中超声检测方式包含超声波脉冲反射式检测和超声波脉冲穿透式检测两种。4.根据权利要求1所述的变曲率、变厚度结构材质差异性超声评价方法，其特征在于，所述步骤二中超声检测方式、检测频率、探头类型的选取依据被检测零件材料种类、材质衰减、零件厚度、结构形式以及要求检测的缺陷尺寸。5.根据权利要求4所述的一种变曲率、变厚度结构材质差异性超声评价方法，其特征在于，对于金属材料、材质衰减小、厚度小及要求检测缺陷尺寸较小的零件，选用脉冲反射法、较高检测频率及聚焦探头进行检测；对于非金属材料、材质衰减大、厚度大或要求检测缺陷尺寸较大的零件，多选用脉冲穿透法、较低检测频率及平探头进行检测。6.根据权利要求1所述的变曲率、变厚度结构材质差异性超声评价方法，其特征在于，所述步骤二中采集每一检测部位的底面反射回波或穿透波信号幅值，是选取底面反射回波
或穿透波信号中触发成像信号门的第一个正峰值。7.根据权利要求1所述的变曲率、变厚度结构材质差异性超声评价方法，其特征在于，所述步骤四中对检测图像做均匀化处理是从起始采样点开始，选取以扫查间距为边长的四边形的四个顶点的采样值做平均值，替换四边形四个顶点的原采样值，以此类推，对图像中数据进行均匀化处理。8.根据权利要求1所述的变曲率、变厚度结构材质差异性超声评价方法，其特征在于，所述步骤五中信号采集点声程t，根据声束传播角度、被检部位曲率和厚度、波型变化计算得到触发信号门的第一次正峰值的声波所传播的路径，或采用声场仿真软件计算得到。

技术总结
本发明提出一种变曲率、变厚度结构材质差异性超声评价方法，该方法采用超声检测法，根据材料超声可检性，选择相应的检测方式、检测频率、探头类型等参数，分别对对比试块和被检测零件进行自动成像检测，对检测图像进行均匀化处。以对比试块检测图像为基准，对被检测零件检测图像中对应的数据点进行归一化处理，利用归一化数据点幅值和面积信息评价被检件材质差异性。该发明有效消除了声波在复杂型面零件中传播时斜射波引入的纵横波转化带来的复杂声束路径和声能损失问题，同时可消除各向异性材料不同声传播方向上声衰减差异和声速差异的问题，可快速而准确的得到特定方向的材料衰减系数，检测结果经验证准确可靠。检测结果经验证准确可靠。


技术研发人员：王铮 何方成
受保护的技术使用者：中国航发北京航空材料研究院
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/1/31