裂紋聲發(fā)射源定位研究及發(fā)展趨勢預(yù)估初探.pdf

1、裂紋是釀成生產(chǎn)事故的根源之一，尤其是對于混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型構(gòu)件更是如此。聲發(fā)射技術(shù)作為一種新型動(dòng)態(tài)的檢測技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于設(shè)備的無損檢測、在線監(jiān)測中。確定裂紋聲發(fā)射源的定位方法是在線監(jiān)測的重要環(huán)節(jié)，利用聲發(fā)射技術(shù)監(jiān)測裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展情況，是準(zhǔn)確評估構(gòu)件壽命的關(guān)鍵。本文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50465002)——“混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片裂紋監(jiān)測的理論和方法研究”為背景，在充分了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，將聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于混流

2、式水輪機(jī)的裂紋檢測，主要研究裂紋聲發(fā)射源定位方法，并對金屬疲勞裂紋的產(chǎn)生、發(fā)展、斷裂過程進(jìn)行監(jiān)測。 論文首先探討位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)及裂紋形成和擴(kuò)展的聲發(fā)射源機(jī)理，介紹了聲發(fā)射測試的原理，聲發(fā)射波傳播的模式、速度、衰減等物理基礎(chǔ)，結(jié)合水輪機(jī)實(shí)際情況，進(jìn)行了波速測量、波的衰減實(shí)驗(yàn)。 針對混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪提出了復(fù)雜結(jié)構(gòu)中裂紋聲發(fā)射源的三種定位方法，即三維時(shí)差定位、區(qū)域定位、智能定位，并給出了聲發(fā)射源定位系統(tǒng)程序的實(shí)現(xiàn)方法，在此基礎(chǔ)上對各

3、種定位方法做了適應(yīng)性分析。 結(jié)合混流式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)及裂紋產(chǎn)生的部位，設(shè)計(jì)水輪機(jī)裂紋智能定位方案；并通過現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)，利用采集到的聲發(fā)射信號，采用BP、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了混流式水輪機(jī)裂紋監(jiān)測系統(tǒng)的智能定位模型，指出了兩種方法各自的特點(diǎn)，驗(yàn)證了智能定位方法的可行性。 通過試樣的三點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，證明采用聲發(fā)射技術(shù)對金屬疲勞裂紋的產(chǎn)生、發(fā)展、斷裂過程進(jìn)行監(jiān)測，與傳統(tǒng)的裂紋檢測相比，不僅能夠?qū)崟r(shí)的捕捉到疲勞裂紋的產(chǎn)生，而且能夠得