一种基于改进的全聚焦算法的风机主轴裂纹成像方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进的全聚焦算法的风机主轴裂纹成像方法，涉及无损检测领域。本发明专利技术首先利用圆形纵波声源固体介质中指向性函数对常规幅值全聚焦算法进行补偿；其次，利用极性一致因子对补偿后的全聚焦算法进行加权，得到改进后的复合全聚焦算法；在主轴端面布置传感器阵列，通过上位机软件控制多通道超声激励接收设备，以全矩阵采集的方式，即一激全收的方式，采集全聚焦数据；分别利用幅值全聚焦算法和本发明专利技术所改进的全聚焦算法对数据进行可视化，实现主轴表面开口裂纹及内部倾斜裂纹的成像以及精确量化。本发明专利技术能够从直观上判断裂纹的分布情况，同时，全聚焦技术具有检测精度高的优点，基于全聚焦图像对裂纹进行量化的结果更精确。量化的结果更精确。量化的结果更精确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进的全聚焦算法的风机主轴裂纹成像方法


[0001]本专利技术属于无损检测
，更具体地说，是涉及一种一种基于改进的全聚焦算法的风机主轴裂纹成像方法。

技术介绍

[0002]随着风电相关技术不断成熟、设备不断升级，全球风力发电行业高速发展，目前风力发电已成为规模最大的新能源发电方式。跟随全球风电行业的发展趋势，中国的风电建设也在高速发展。从我国近年来的电力能源组成看，风电已经成为仅次于火电和水电的第三大电力来源。风能应用的日益增长也带动了设备运行与维护成本的持续增加，其中由于结构失效造成的损失占绝大部分。而由风机主轴断裂引起风电事故更具破坏性且成本更大。
[0003]典型的大型风机主轴是具有中心通孔的多轴段回转体，包括前端法兰、各轴段上的微小倒角和圆角、过渡圆弧面、变截面等结构特征。作为风电机组关键传动部件，主轴在风机运行过程中承受多种载荷的综合作用，包括扭矩、轴向推力和弯矩等。由于各种载荷的综合作用，在主轴的结构轮廓特征区域，极易发生应力集中。同时，主轴与轴承内圈长时间的摩擦，造成主轴轴承座的磨损，使接触面恶化。由于应力集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进的全聚焦算法的风机主轴裂纹成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对常规的幅值全聚焦算法进行改进，得到改进后的复合全聚焦算法；步骤二、在风机主轴端面沿径向布置多个传感器，组成线性阵列；步骤三、采用一激全收的方式采集全矩阵回波数据；步骤四、分别利用常规的幅值全聚焦算法和改进的全聚焦算法对全矩阵数据进行可视化，实现主轴表面开口裂纹及内部倾斜裂纹的成像并精确量化。2.根据权利要求1所述的一种基于改进的全聚焦算法的风机主轴裂纹成像方法，其特征在于，所述步骤一中所提出的改进的全聚焦算法的改进方法为：首先，利用圆形声源固体介质中的指向性函数对常规全聚焦算法进行补偿；其次，利用极性一致因子对补偿后的全聚焦算法进行加权，得到改进后的复合全聚焦算法。3.根据权利要求2所述的一种基于改进的全聚焦算法的风机主轴裂纹成像方法，其特征在于，所述复合全聚焦算法具体计算步骤如下：所述固体介质中，半径为a，激励信号中心频率为f的圆形声源指向性函数为：其中，θ为声场中任意点与声轴线的夹角；c
L
、c
S
分别为所述固体介质中纵波声速和横波声速；所述常规的幅值全聚焦算法的表达式为：其中N为阵元数量，A
ij
是i阵元激励j阵元接收到的A扫信号，t
ij
(x,z)是成像区域聚焦点(x,z)到激励阵元i与接收阵元j的时间之和：xi、xj分别为激励阵元i和接收阵元j的x坐标(z坐标为0)；传感器激励接收均存在指向性，因此在对全聚焦算法进行补偿时，应进行激励接收双向补偿，补偿后的全聚焦表达式为：其中，DST(θi(x,z))和DSR(θj(x,z))分别为激励阵元i和接收阵元j在点(...

【专利技术属性】
技术研发人员：何存富，黄星都，吕炎，宋国荣，吴斌，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：