回转体残余应力的超声无损检测方法.pdf

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1、回转体残余应力的超声无损检测方法李焕新2015年12月中图分类号：TB551UDC分类号：621回转体残余应力的超声无损检测方法作者姓名李焕新学院名称机械与车辆学院指导教师徐春广教授答辩委员会主席卢继平教授申请学位工学硕士学科专业机械工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年12月UltrasonicnondestructivetestingmethodforresidualstressesofrotorsCandidateName：HuanxinLiSchoolorDepartment:SchoolofMechani

2、calEngineeringFacultyMentor:Prof.ChunguangXuChair,ThesisCommittee：Prof.JipingLuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MechanicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：December,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标

3、注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要首先对残余应力的概念与国内外检测方法进行了介绍；并对几种典型回转体构件的残余应力检测、压力容器内压测量和远程监控技术的需求与国内外研究现状进行了分析；最后对其发展趋势进行了简单说明。然后描述了超声波的种类及特性，分析了LCR波的特性及应力检测原理，重点对周

4、向、轴向与径向残余应力的检测原理重新进行了推导，同时对压力容器内压的非介入式测量原理进行了研究。根据理论研究，编制多通道残余应力超声监测软件；搭建硬件系统。制作区域残余应力动态监测系统、筒类构件残余应力的自动化超声检测装置、火炮身管自紧应力自动化检测设备、手动扫查装置、便携式应力测量系统校准的应力发生装置。对回转体构件的周向、轴向与径向残余应力的超声检测原理进行实验验证，实验结果与原理相吻合，且证明检测的绝对误差小于20MPa，非常实用。对纵波检测残余应力梯度的可行性进行了实验研究，多个实验均证明，纵波检测应力梯度的是可行的。

5、并进行了X射线、小孔法与超声法的残余应力对比检测分析，由于超声、X射线、小孔法的检测区域不一，导致检测结果不同，但趋势类似。对压力容器内压非介入式测量原理进行打压实验验证，实验结果与原理相吻合，其检测的相对误差一般小于5%。还对所做装置进行了实验验证，区域残余应力动态监测系统、筒类构件残余应力的自动化超声检测装置与火炮身管自紧应力自动化检测设备都非常实用，检测结果非常理想。最后在包头兵器447厂、包头兵器617厂、新疆中石油西部管道公司、湘潭兵器627厂、成都中石油西南油气管道公司、齐齐哈尔兵器123厂、北京航天三院239厂、

6、郑州宇通客车公司等单位对所做装置进行现场应用。主要应用对象有火炮身管、油气管道、扭力轴、扭杆、弹药、客车蒙皮、装甲车底甲板等构件。目前该课题研究的一些成果已经成功应用于上述单位，并在解决许多重大问题时，起到了至关重要的作用。关键词：检测；残余应力；LCR波；多通道；三维；内压；非介入式；校准I北京理工大学硕士学位论文AbstractFirstofall,theconceptanddetectionmethodsofresidualstressathomeandabroadareintroduced.Thedemandandth

7、eresearchstatusathomeandabroadofresidualstresstestingofseveraltypicalaxisymmetricalcomponent,pressurevesselpressuremeasurementandremotemonitoringtechnologyareanalyzed.Finally,thebriefexplanationaboutthetrendiscarriedon.Thendescribesthetypesandcharacteristicsofultras

8、onic,analyzesthecharacteristicsoftheLCRwaveandstressdetectionprinciple.Themostimportantisdeducingcircumferential,axialandradialdetectionpr