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发动机缸体内腔的超声相控阵检测

王晓媛  
【摘要】:随着我国汽车消费量的剧增,越来越多的发动机开始逐步进入大修期或报废期。然而,大量报废的发动机和零部件将给环境保护带来巨大的压力,为此,不少发动机生产厂家正在积极开展发动机再制造业务,其中的业务之一是对发动机缸体锈蚀情况的高效检测,该业务同时也可以缓解发动机与日俱增的大修服务压力。 超声相控阵技术凭借着其可动态聚焦、可检测复杂形状物体、检测灵敏度高、检测结果图像化等优点而在无损检测技术中脱颖而出。但由于相控阵检测系统具有参数设置多而复杂、使用者需要经过专门的培训、数据导出需要手动进行等不便利的操作而无法很高效得用于发动机缸体的检测。本文基于超声相控阵技术的工作原理和发动机缸体的特殊结构,对现有的超声检测系统进行改进,设计了针对发动机缸体缺陷的较为详细的检测方案。 本文所设计的发动机缸体检测系统在原有的探伤仪基础上,又从硬件和软件两大部分进行了设计。硬件方面包括确定探伤的检测方式、探头的类型以及扫查方式;在软件系统设计之前,对硬件方面的设计思路进行了仿真验证,以确保硬件方面的准确性,以更好地为软件奠定基础;软件系统是通过Microsoft Visual C++来实现的,根据超声相控阵的特点,计算了线性扫查和聚焦扫查的聚焦法则;设计了获取数据、声程校正以及自动检测回波的算法;可以自动将有用的检测数据导出至本地电脑中,并且提供了人机交互界面,以更好地观测结果。 采用铝制圆柱形工件来作为发动机缸体的初步简单模型,并对其进行了缺陷设计。将所改进的相控阵检测系统应用于模拟缸体上进行验证实验,取得了较好的实验结果。最后,对超声相控阵发动机缸体探伤以及实验的情况做了简单的总结,客观地评价了所设计的发动机缸体检测系统的优势和不足,提出下一步需要采取的改进意见和待解决的关键问题。


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