机械工程学报

作者：崔悦, 朱丽艳, 胡斌, 魏东, 杜雁霞, 桂业伟

单位：1. 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室 绵阳 621000;2. 中国特种设备检测研究院 北京 100029

关键词：超声同时测温测厚,瞬态非均匀温度场,交替迭代反演方法,内部温度场,厚度；

基金：国家重点研发计划(2019YFA0405202)、国家自然科学基金(11972361，52276168)和四川省科技计划(2020JDJQ0031，2022YFG0051)资助项目。20221030

高温结构内部温度及其厚度的预测在航空航天、石油化工等领域具有十分重要的作用和意义，譬如高温管道由于流体长时间冲刷带来的管壁减薄等问题需要对管壁结构内部温度和厚度变化进行同时在线监测。首先建立了基于超声脉冲回波法的同时测温测厚理论模型，根据热-声-固耦合理论，采用共轭梯度法反演热流和最速下降法反演厚度相结合的交替迭代辨识方法实现瞬态传热条件下固体结构内部温度场和厚度的同步测量。另外，基于20钢的瞬态传热试验，对交替迭代反演方法的有效性和准确性进行试验验证和分析，并系统分析了物性参数、采样点数、边界温度和声时精度对重建方法的影响。研究结果表明，基于超声渡越声时的交替迭代方法反演得到的结构厚度符合物理实际，重建得到的结构内部瞬态温度分布精度较高且实时性好，有利于促进高温环境下超声同步测温测厚技术的发展，具有重要的工程应用价值。

来源：2023年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2023年第22期