Page 105 - 无损检测2024年第十期
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王善鸿：
机车轮辋缺陷相控阵超声检测的 POD 分析
图 3 周向缺陷仿真模型的缺陷数量 - 深度分布曲线
真实周向缺陷可能带有一定取向，不一定完全
与踏面平行。在仿真模型中，设置缺陷在周向和轴
向角度取向范围约为±10°， 服从正太分布，缺陷数
图 2 信号响应型数据 POD 计算原理示意 量-取向分布曲线如图4所示。
机车轮辋周向缺陷采用直探头检测，仿真时UT
3 机车轮辋缺陷POD分析
探头采用频率为4 MHz的双晶直探头，PAUT探头
3.1 周向缺陷POD 采用频率为5 MHz线阵64晶片探头。探头设置在滚
（1）模型建立 动圆位置，平底孔缺陷设置在滚动圆正下方。UT探
根据机车轮辋历史检出周向缺陷深度、取向进 头仅有0°声束；PAUT探头可以实现声束偏转， 共设
行POD仿真模拟。目前机车轮辋周向缺陷对比人 置了-5°~+5°（步进为2. 2°）共5个角度进行检测。
工缺陷一般为φ3 mm 横通孔， φ3 mm 横通孔当量对 （2）POD计算
应φ2~3 mm平底孔。因此，仿真缺陷采用直径为 分别采用UT和PAUT对120组模拟样本进行
0. 8~5 mm的6种不同尺寸的平底孔， 以模拟不同当 检测。机车轮辋周向缺陷的检出阈值线为φ2 mm
量大小的周向缺陷。机车轮辋踏面以下0~30 mm FBH（平底孔） -12 dB，以φ2 mm FBH -26 dB作
部分是应力集中区域，为缺陷高发区，统计的历史检 为噪声水平，轮辋周向缺陷的POD模拟结果如图5
出由浅到深的周向缺陷数量呈指数降低，因此，所建 所示，图中红色曲线为POD计算结果，蓝色曲线为
立仿真模型的缺陷数量-深度分布曲线如图3所示。 95%置信度下限。
图 4 仿真模型中周向缺陷数量 - 取向分布曲线
图 5 轮辋周向缺陷的 POD 模拟结果
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2024 年 第 46 卷 第 10 期
无损检测
