第33卷第4期 2012年4月
焊接学报
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Vol.33 April
计算机辅助在TKY管节点焊缝超声相
控阵检测中的应用
陆铭慧，程俊，邵红亮，孙明磊（南吕航空大学无损检测技术教育部重点实验室，南昌330063）
摘要：采用解析几何理论与方法，对TKY管节点焊缝进行了数学模型的构建，在获得管节点焊缝截面图形基础上，按照规定尺寸绘制焊缝接头，并依据实物尺寸绘制相控阵探头轮聊和超声波的声束线。运用计算机辅助技术实现了焊接接头声束覆盖范围可视化效果，较好地指导了相控阵检测工艺设计，能够对TKY管节点焊缝超声检测盲区进行评估，从而克服了相控阵超声检测参数设置的盲目性对人工设计的Y形管节点焊缝试样检测表明，利用超声相控阵成像技术和计算机辅助技术相结合手段有助于管节点焊缝作快速检测和评价，
关键词：TKY管节点；超声相控阵；计算机辅助；声束覆盖
中图分类号：TC115.28
文献标识码：A文章编号：0253-360X(2012)04-0045-04
0序言
TKY管节点是空间钢网结构中最重要和最常见的结构形式．目前，对于管节点焊缝主要采用横波斜探头进行检测，由于其声束折射角度单一，一次和二次声波尚不能较好的覆盖焊接接头区域，导致产生较大的检测盲区，不同管节点焊缝位置其盲区大小也不能有效地进行评估：加之常规超声波检测存在反射波识别困难、缺陷定位方法复杂、探头折射角度选择繁项、缺陷当量误差大等问题，其中缺陷定位的方法是管节点焊缝探伤的关键：为检测此类焊缝，现多采用作图分析法、声程修正法对缺陷定位]．作图分析法由于原理简单，能够直观确定缺陷位置，达到缺陷定位要求，故普遍被大家应用，但由于其作图工作量大，缺陷定位效率低下，管节点焊缝超声探伤人为因素造成误差较大等缺点制约了作图分析法在实际检测中的应用
随着科学技术不断发展和新型技术的广泛应用，焊缝检测正朝着超声波成像和计算机辅助方向发展，相控阵技术运用于超声检测，可以解决复杂类构件和难以接近工件的检测问题.TKY管节点焊缝就属于此类问题，相控阵超声检测技术的介人对解决此问题提供了技术支持：运用计算机辅助方法
收稿日期：2011-0725
基金项目：江西省研究生教育创新基金资助项目
万方数据
陆铭慧
No.4 2012
可实现超声相控阵扫查声束在管节点焊缝接头处的覆盖效果，可以有效地评价焊缝接头的盲区大小，并可以根据超声相控阵检测设备提供的数据对缺陷进行评定[2]，
1管节点焊缝模型
刘兴亚等人[3]通过数学推导.建立了TKY管节点焊缝各结构参数的相互关系，采用计算机辅助计算，绘制了儿何临界角与相贯角、声程修正系数及水平距离修正系数与相贯角和偏角的关系曲线.赵志斌[4对比已有的探伤方法，改进已有的数学模型，提出合理性的简化思想，以管节点中最具有代表性的Y形管节点作为研究对象，建立了Y形管节点的数学几何模型，文中在改进的管节点数学模型基础上，建立TKY焊缝接头模型，并仿真超声相控阵声束覆盖焊缝接头，
1.1焊缝接头模型的建立
超声波束截交管节点焊缝剖面图形如图1所示.焊缝宽度为n，根部间隙为m；主管椭圆中心点为02；支管椭圆中心点为0,，两椭圆短轴的夹角为入，建立平面直角坐标系，定义0，为坐标原点，支管长轴方向为x方向，支管短轴方向为y方向，支管圆方程表示为
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