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[論文摘要]介紹當(dāng)前壓力容器制造和使用過程中所采用的無損檢測(cè)技術(shù)，包括射線、超聲、磁粉、滲透等常規(guī)技術(shù)和聲發(fā)射、磁記憶等新技術(shù)，并論述他們的工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍。

一、引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全性，使用可靠性提出越來越高的要求，由于無損檢測(cè)技術(shù)具有不破壞試件，檢測(cè)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，所以其應(yīng)用日益廣泛。目前對(duì)壓力容器的檢測(cè)方法有多種，本文主要介紹無損檢測(cè)的常用技術(shù)如射線、超聲、磁粉和滲透及新技術(shù)如聲發(fā)射、磁記憶等。

二、無損檢測(cè)方法

現(xiàn)代無損檢測(cè)的定義是：在不損壞試件的前提下，以物理或化學(xué)方法為手段，借助先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備器材，對(duì)試件的內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)，狀態(tài)進(jìn)行檢查和測(cè)試的方法。

（一）射線檢測(cè)

射線檢測(cè)技術(shù)一般用于檢測(cè)焊縫和鑄件中存在的氣孔、密集氣孔、夾渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，對(duì)于人體不能進(jìn)入的壓力容器以及不能采用超聲檢測(cè)的多層包扎壓力容器和球形壓力容器多采用Ir或Se等同位素進(jìn)行γ射線照相。但射線檢測(cè)不適用于鍛件、管材、棒材的檢測(cè)。

射線檢測(cè)方法可獲得缺陷的直觀圖像，對(duì)長(zhǎng)度、寬度尺寸的定量也比較準(zhǔn)確，檢測(cè)結(jié)果有直觀紀(jì)錄，可以長(zhǎng)期保存。但該方法對(duì)體積型缺陷（氣孔、夾渣）檢出率高，對(duì)體積型缺陷（如裂紋未熔合類），如果照相角度不適當(dāng)，容易漏檢。另外該方法不適宜較厚的工件，且檢測(cè)成本高、速度慢，同時(shí)對(duì)人體有害，需做特殊防護(hù)。

（二）超聲波檢測(cè)

超聲檢測(cè)（UltrasonicTesting，UT）是利用超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生衰減，遇到界面產(chǎn)生反射的性質(zhì)來檢測(cè)缺陷的無損檢測(cè)方法。

超聲檢測(cè)既可用于檢測(cè)焊縫內(nèi)部埋藏缺陷和焊縫內(nèi)表面裂紋，還用于壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現(xiàn)裂紋的檢測(cè)。

該方法具有靈敏度高、指向性好、穿透力強(qiáng)、檢測(cè)速度快成本低等優(yōu)點(diǎn)，且超聲波探傷儀體積小、重量輕，便于攜帶和操作，對(duì)人體沒有危害。但該方法無法檢測(cè)表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，該方法對(duì)缺陷的定性、定量表征不準(zhǔn)確。

（三）磁粉檢測(cè)

磁粉檢測(cè)（MagneticTesting，MT）是基于缺陷處漏磁場(chǎng)與磁粉相互作用而顯示鐵磁性材料表面和近表面缺陷的無損檢測(cè)方法。

在以鐵磁性材料為主的壓力容器原材料驗(yàn)收、制造安裝過程質(zhì)量控制與產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收以及使用中的定期檢驗(yàn)與缺陷維修監(jiān)測(cè)等及格階段，磁粉檢測(cè)技術(shù)用于檢測(cè)鐵磁性材料表面及近表面裂紋、折疊、夾層、夾渣等方面均得到廣泛的應(yīng)用。

磁粉檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)在于檢測(cè)成本低、速度快，檢測(cè)靈敏度高。缺點(diǎn)在于只適用于鐵磁性材料，工件的形狀和尺寸有時(shí)對(duì)探傷有影響。

（四）滲透檢測(cè)

滲透檢測(cè)（PenetrantTest，PT）是基于毛細(xì)管現(xiàn)象揭示非多孔性固體材料表面開口缺陷，其方法是將液體滲透液滲入工件表面開口缺陷中，用去除劑清除多余滲透液后，用顯像劑表示出缺陷。

滲透檢測(cè)可有效用于除疏松多孔性材料外的任何種類的材料，如鋼鐵材料、有色金屬材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面開口缺陷。隨著滲透檢測(cè)方法在壓力容器檢測(cè)中的廣泛應(yīng)用，必須合理選擇滲透劑及檢測(cè)工藝、標(biāo)準(zhǔn)試塊及受檢壓力容器實(shí)際缺陷試塊，使用可行的滲透檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)等來提高滲透檢測(cè)的可靠性。

該方法操作簡(jiǎn)單成本低，缺陷顯示直觀，檢測(cè)靈敏度高，可檢測(cè)的材料和缺陷范圍廣，對(duì)形狀復(fù)雜的部件一次操作就可大致做到全面檢測(cè)。但只能檢測(cè)出材料的表面開口缺陷且不適用于多孔性材料的檢驗(yàn)，對(duì)工件和環(huán)境有污染。滲透檢測(cè)方法在檢測(cè)表面微細(xì)裂紋時(shí)往往比射線檢測(cè)靈敏度高，還可用于磁粉檢測(cè)無法應(yīng)用到的部位。

（五）聲發(fā)射檢測(cè)

聲發(fā)射（AcousticEmission,AE）是指材料或結(jié)構(gòu)受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂，以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象。而彈性波可以反映出材料的一些性質(zhì)。聲發(fā)射檢測(cè)就是通過探測(cè)受力時(shí)材料內(nèi)部發(fā)出的應(yīng)力波判斷容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷程度的一種新的無損檢測(cè)方法。

壓力容器在高溫高壓下由于材料疲勞、腐蝕等產(chǎn)生裂紋。在裂紋形成、擴(kuò)展直至開裂過程中會(huì)發(fā)射出能量大小不同的聲發(fā)射信號(hào)，根據(jù)聲發(fā)射信號(hào)的大小可判斷是否有裂紋產(chǎn)生、及裂紋的擴(kuò)展程度。

聲發(fā)射與X射線、超聲波等常規(guī)檢測(cè)方法的主要區(qū)別在于它是一種動(dòng)態(tài)無損檢測(cè)方法。聲發(fā)射信號(hào)是在外部條件作用下產(chǎn)生的，對(duì)缺陷的變化極為敏感，可以檢測(cè)到微米數(shù)量級(jí)的顯微裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展的有關(guān)信息，檢測(cè)靈敏度很高。此外，因?yàn)榻^大多數(shù)材料都具有聲發(fā)射特征，所以聲發(fā)射檢測(cè)不受材料限制，可以長(zhǎng)期連續(xù)地監(jiān)視缺陷的安全性和超限報(bào)警。

（六）磁記憶檢測(cè)

磁記憶(Metalmagneticmemory,MMM)檢測(cè)方法就是通過測(cè)量構(gòu)件磁化狀態(tài)來推斷其應(yīng)力集中區(qū)的一種無損檢測(cè)方法，其本質(zhì)為漏磁檢測(cè)方法。

壓力容器在運(yùn)行過程中受介質(zhì)、壓力和溫度等因素的影響，易在應(yīng)力集中較嚴(yán)重的部位產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂、疲勞開裂和誘發(fā)裂紋，在高溫設(shè)備上還容易產(chǎn)生蠕變損傷。磁記憶檢測(cè)方法用于發(fā)現(xiàn)壓力容器存在的高應(yīng)力集中部位，它采用磁記憶檢測(cè)儀對(duì)壓力容器焊縫進(jìn)行快速掃查，從而發(fā)現(xiàn)焊縫上存在的應(yīng)力峰值部位，然后對(duì)這些部位進(jìn)行表面磁粉檢測(cè)、內(nèi)部超聲檢測(cè)、硬度測(cè)試或金相組織分析，以發(fā)現(xiàn)可能存在的表面裂紋、內(nèi)部裂紋或材料微觀損傷。

磁記憶檢測(cè)方法不要求對(duì)被檢測(cè)對(duì)象表面做專門的準(zhǔn)備，不要求專門的磁化裝置，具有較高的靈敏度。金屬磁記憶方法能夠區(qū)分出彈性變形區(qū)和塑性變形區(qū)，能夠確定金屬層滑動(dòng)面位置和產(chǎn)生疲勞裂紋的區(qū)域，能顯示出裂紋在金屬組織中的走向，確定裂紋是否繼續(xù)發(fā)展。是繼聲發(fā)射后第二次利用結(jié)構(gòu)自身發(fā)射信息進(jìn)行檢測(cè)的方法，除早期發(fā)現(xiàn)已發(fā)展的缺陷外，還能提供被檢測(cè)對(duì)象實(shí)際應(yīng)力---變形狀況的信息，并找出應(yīng)力集中區(qū)形成的原因。但此方法目前不能單獨(dú)作為缺陷定性的無損檢測(cè)方法，在實(shí)際應(yīng)用中，必須輔助以其他的無損檢測(cè)方法。

三、展望

作為一種綜合性應(yīng)用技術(shù)，無損檢測(cè)技術(shù)經(jīng)歷了從無損探傷(NDI)，到無損檢測(cè)(NDT)，再到無損評(píng)價(jià)(NDE)，并且向自動(dòng)無損評(píng)價(jià)(ANDE)和定量無損評(píng)價(jià)(QNDE)發(fā)展。相信在不員的將來，新生的納米材料、微機(jī)電器件等行業(yè)的無損檢測(cè)技術(shù)將會(huì)得到迅速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[4]林俊明，林春景等.基于磁記憶效應(yīng)的一種無損檢測(cè)新技術(shù)：無損檢測(cè)，2000.

篇2

【關(guān)鍵詞】超聲檢測(cè)；高職教育；教學(xué)研究

超聲波檢測(cè)是應(yīng)用最廣泛的無損檢測(cè)方法之一。超聲波檢測(cè)是利用進(jìn)入被檢材料的超聲波對(duì)材料表面或內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。利用超聲波進(jìn)行材料厚度的測(cè)量也是常規(guī)超聲波檢測(cè)的一個(gè)重要方面。此外，作為超聲波檢測(cè)技術(shù)的特殊應(yīng)用，超聲波還可用于材料內(nèi)部組織和特性的表征以及應(yīng)力的測(cè)量。它的意義的一般指超聲波與工件作用，就反射、透射和衍射的波進(jìn)行研究，對(duì)工件進(jìn)行宏觀缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測(cè)和表征，并進(jìn)而對(duì)其特定應(yīng)用進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)。從上世紀(jì)30年明以來，由于超聲檢測(cè)具有安全高效，體積小，便攜等特點(diǎn)，越來越被廣泛應(yīng)用于，工業(yè)，醫(yī)療等各行各業(yè)。

在高職學(xué)校開設(shè)超聲檢測(cè)的課程對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用型操作人員有很大的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于超聲檢測(cè)這種操作技能要求較高的行業(yè)，工作人員的培養(yǎng)應(yīng)以實(shí)踐操作為主，高職教育正好能滿足這一要求。因此制定一個(gè)合理的課程規(guī)劃來達(dá)到理想的目的是非常必要的。下面就超聲檢測(cè)這門課程在高職院校的開展進(jìn)行討論。

1、課程建設(shè)的指導(dǎo)思想和總體目標(biāo)

在日常教學(xué)的制定中要遵循高職教育教學(xué)的規(guī)律與特點(diǎn)，始終堅(jiān)持以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的原則，堅(jiān)持以工學(xué)結(jié)合的方式開展教學(xué)，注重素質(zhì)教育，注重技能教育，重視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和個(gè)性發(fā)展。讓學(xué)生能學(xué)會(huì)處理各種特殊的工藝要求。通過課程建設(shè)，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革，把超聲檢測(cè)新技術(shù)、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)恰當(dāng)?shù)匾胝n堂教學(xué)，使課程做到知識(shí)性與應(yīng)用性的統(tǒng)一，使課程結(jié)構(gòu)體系和教學(xué)內(nèi)容得到進(jìn)一步的優(yōu)化。利用現(xiàn)代教育技術(shù)平臺(tái)改革相應(yīng)的教學(xué)方法和手段。

課程建設(shè)的目標(biāo)是落實(shí)課程建設(shè)的措施，更加明確課程目標(biāo)即培養(yǎng)能夠進(jìn)行超聲檢測(cè)操作的人員，遴選課程內(nèi)容對(duì)理論性太強(qiáng)的部分加以弱化，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，專注與實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生多通過現(xiàn)場(chǎng)操作來學(xué)習(xí)了解這一行業(yè)。改進(jìn)教學(xué)方法、豐富教學(xué)手段，加強(qiáng)教師隊(duì)伍的建設(shè)，加強(qiáng)課程研究，開展技術(shù)推廣、咨詢和服務(wù)，建立課程資源庫(kù)，改善實(shí)訓(xùn)條件，規(guī)范課程考核評(píng)價(jià)方式，進(jìn)一步提高課程效果，加強(qiáng)課程管理，以保證群體教學(xué)水平穩(wěn)步提高，使課程建設(shè)處于良性發(fā)展。

2、課程目標(biāo)

根據(jù)學(xué)校辦學(xué)定位和學(xué)生實(shí)際，明確本課程職業(yè)崗位指向和職業(yè)能力要求；高職學(xué)校的生源包括高中生，中職生，及以3+2方式培養(yǎng)的學(xué)生。明確了學(xué)生的實(shí)際情況就能明確課程知識(shí)目標(biāo)、技能目標(biāo)、態(tài)度目標(biāo)，更加重視本課程在職業(yè)能力培養(yǎng)中所處的重要地位、作用和價(jià)值；主要目標(biāo)應(yīng)在加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用能力、協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。建設(shè)措施：（1）開展專業(yè)教育，讓學(xué)生明確職業(yè)崗位指向和職業(yè)能力要求，讓學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)到專業(yè)課程在職業(yè)能力培養(yǎng)中所處的地位、作用和價(jià)值，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。（2）課程知識(shí)模塊應(yīng)該有：超聲檢測(cè)物理基礎(chǔ)、檢測(cè)器材與設(shè)備、檢測(cè)方法、檢測(cè)工藝、超聲檢測(cè)應(yīng)用、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、課程設(shè)計(jì)、技能訓(xùn)練部分；技能目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作的能力，為行業(yè)培養(yǎng)初、中級(jí)無損檢測(cè)技能型人才。學(xué)生學(xué)完本課程后，要求學(xué)生掌握超聲檢測(cè)相關(guān)理論知識(shí)，能獨(dú)立完成超聲檢測(cè)工作。能與他人團(tuán)結(jié)協(xié)作，具有一定的創(chuàng)新能力。畢業(yè)前取得鍋爐壓力容器無損檢測(cè)人員UTⅠ、UTⅡ級(jí)資格證書（中專Ⅰ級(jí)、高職Ⅱ級(jí)）。畢業(yè)生經(jīng)過一段時(shí)間的工作實(shí)踐，向中、高級(jí)人員過渡。（3）教師在教案中交代每個(gè)知識(shí)模塊學(xué)生應(yīng)達(dá)到的知識(shí)目標(biāo)、技能目標(biāo)、態(tài)度目標(biāo)，并在授課過程中明確告訴學(xué)生；教師應(yīng)注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用能力、協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3、課程內(nèi)容和課程結(jié)構(gòu)

圍繞為行業(yè)培養(yǎng)初、中級(jí)無損檢測(cè)技能型人才的要求，遴選教學(xué)內(nèi)容，適時(shí)吸納新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)了學(xué)生良好的職業(yè)道德、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，強(qiáng)化學(xué)生安全意識(shí)；形成模塊化課程結(jié)構(gòu)；實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容達(dá)到50%以上。建設(shè)措施：（1）按照無損檢測(cè)人員資格證考試規(guī)則和企業(yè)、行業(yè)對(duì)無損檢測(cè)人員的要求，安排教學(xué)內(nèi)容。（2）要求教師加強(qiáng)學(xué)習(xí)，不斷更新知識(shí)，適時(shí)吸納新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)，定期到企業(yè)作市場(chǎng)調(diào)研和掛職鍛煉。（3）按照職業(yè)崗位和職業(yè)能力培養(yǎng)的要求，整合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建以職業(yè)崗位作業(yè)流程為導(dǎo)向的教學(xué)模塊，按崗位作業(yè)流程分小模塊進(jìn)行教學(xué)，形成模塊化課程結(jié)構(gòu)。（4）不拘束于某一個(gè)具體工件，而以多種規(guī)格、多種材質(zhì)的工件作為研究對(duì)象，增加學(xué)生實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，安排學(xué)生進(jìn)企業(yè)實(shí)習(xí)，使實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容達(dá)到50%以上。（5）聯(lián)系本地相關(guān)企業(yè)，利用企業(yè)的設(shè)備和技術(shù)人員對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)。讓學(xué)生了解企業(yè)實(shí)際的工作生產(chǎn)情況，可能遇到的各種問題。（6）在與企業(yè)聯(lián)系過程中，可以把優(yōu)秀的學(xué)生推薦給企業(yè)，以此來與企業(yè)互利互惠，形成良好的合作關(guān)系。

4、課程教學(xué)方法與手段

課程教學(xué)方法堅(jiān)持“教、學(xué)、做合一”的原則，采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)、討論式教學(xué)、探究式教學(xué)等教學(xué)方法；高度重視實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，以真實(shí)或仿真的任務(wù)為實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，將實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)與項(xiàng)目結(jié)合起來，強(qiáng)調(diào)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和技能在實(shí)踐中應(yīng)用，積極引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)；充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，充分利用網(wǎng)頁資源，將課程教材、教師教案、教學(xué)大綱、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)、參考文獻(xiàn)目錄、授課錄像、網(wǎng)絡(luò)課件、在線測(cè)試等相關(guān)資料在網(wǎng)上公布，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，方便學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)中自主學(xué)習(xí)。（1）制定教學(xué)過程規(guī)范，包括授課計(jì)劃規(guī)范、理論備課規(guī)范、課堂教學(xué)規(guī)范、作業(yè)輔導(dǎo)規(guī)范、考試考核規(guī)范、教書育人規(guī)范，把提高群體教學(xué)質(zhì)量落實(shí)到教學(xué)過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)中。落實(shí)備課規(guī)范，提高課程授課計(jì)劃質(zhì)量。教師備課必須要鉆研大綱，研究教材，掌握教學(xué)目的、要求和重點(diǎn)，研究和掌握教學(xué)方法。授課計(jì)劃要體現(xiàn)教學(xué)目的、教學(xué)方法、教學(xué)思想。（2）建立優(yōu)秀教案檔案，促進(jìn)群體教案水平提高。每學(xué)期每位教師提交一份優(yōu)秀教案，課程組通過評(píng)定、交流后存檔，逐步提高整體教案水平。（3）抓住課堂教學(xué)這個(gè)中心環(huán)節(jié)，爭(zhēng)取最佳教學(xué)效果。課堂講授必須執(zhí)行課堂授課規(guī)范，做到內(nèi)容熟練、概念準(zhǔn)確、重點(diǎn)突出、結(jié)構(gòu)合理、條例清楚、語言精煉、板書工整且布局合理，要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生能力，要注意理論聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)教學(xué)的科學(xué)性和思想性。（4）建立學(xué)校老師與企業(yè)技術(shù)人員的技術(shù)交流來提高教學(xué)內(nèi)容的質(zhì)量，引入最新的理念，讓學(xué)生一切從實(shí)踐出發(fā)，真正做到精通。（5）以多種規(guī)格、多種材質(zhì)的工件作為研究對(duì)象，以真實(shí)或仿真的任務(wù)為實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，將實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)與項(xiàng)目結(jié)合起來，增加學(xué)生實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。安排學(xué)生進(jìn)企業(yè)實(shí)習(xí)，使實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容達(dá)到50%以上。強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用中消化所學(xué)知識(shí)和技能，積極引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。（6）建立一體化專業(yè)教室，充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)；引入相關(guān)的檢測(cè)儀，配備完善的各種標(biāo)準(zhǔn)試塊和對(duì)比試塊，使教學(xué)內(nèi)容豐滿具體。

5、課程資源建設(shè)

課程資源建設(shè)要求擁有學(xué)校教師與現(xiàn)場(chǎng)專家一起開發(fā)的校本教材、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書、教師教學(xué)指導(dǎo)書和學(xué)生學(xué)習(xí)指導(dǎo)書等，建成集紙質(zhì)與電子、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的圖書和網(wǎng)絡(luò)資源于一體的立體化教學(xué)資源庫(kù)。教學(xué)資源庫(kù)包括課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、教學(xué)指導(dǎo)和學(xué)生學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方案等要素；校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的設(shè)施設(shè)備技術(shù)含量高，有能完全滿足課程教學(xué)需要的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)施設(shè)備；建立真實(shí)或仿真的職業(yè)環(huán)境，有便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理制度，管理規(guī)范；建立校外實(shí)踐教學(xué)基地，與相關(guān)企業(yè)建立合作機(jī)制，校外實(shí)踐基地成為課堂教學(xué)的有效延伸。

6、課程考核及措施

課程考核要求建立體現(xiàn)職業(yè)能力為核心的課程考核標(biāo)準(zhǔn)，建立分模塊的課程考核評(píng)價(jià)方式，每個(gè)課程模塊既考核學(xué)生所學(xué)的知識(shí)，也考核學(xué)生掌握的技能及學(xué)習(xí)態(tài)度，采用形成性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的考核方式。筆試、口試、操作、論文相結(jié)合，開卷、閉卷相結(jié)合，第一課堂考核與第二課堂考核相結(jié)合，校內(nèi)老師評(píng)價(jià)與企業(yè)、社會(huì)評(píng)價(jià)相結(jié)合，學(xué)生自評(píng)、互評(píng)相結(jié)合的評(píng)價(jià)方式，各種評(píng)價(jià)有明確的比例分配。

具體的建設(shè)措施：（1）每學(xué)期至少要進(jìn)行一次期中和期末考試。考試要嚴(yán)格要求，同一教學(xué)計(jì)劃的班級(jí)，期末考試要統(tǒng)一命題，統(tǒng)一評(píng)分，統(tǒng)一閱卷。考試方式為：閉卷，記分方法為：平時(shí)成績(jī)占30%（10%的作業(yè)，10%的課堂表現(xiàn)，10%的課堂測(cè)驗(yàn)），期中考試占20%，期末考試占50%，其中10%的課堂表現(xiàn)分?jǐn)?shù)由老師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、互評(píng)三項(xiàng)各占1/3產(chǎn)生，加重平時(shí)學(xué)習(xí)權(quán)重，注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的檢查和對(duì)知識(shí)的掌握程度的考核；第一課堂考核成績(jī)占70%，第二課堂考核成績(jī)占30%；同時(shí)期末考試除理論考試外還有實(shí)踐操作考試，根據(jù)無損檢測(cè)人員資格證考試的要求，理論和實(shí)踐考試都必須達(dá)到70分才認(rèn)定及格。（2）建立超聲檢測(cè)試題庫(kù)，條件成熟可以實(shí)行教考分離。（3）參加校級(jí)以上技能競(jìng)賽取得名次的給予加分。

7、課程效果

建設(shè)目標(biāo)：學(xué)生學(xué)完本門課程后能掌握85%以上的知識(shí)點(diǎn)，完全掌握核心知識(shí)點(diǎn)；100%掌握課程中包涵的技能，在真實(shí)或仿真的環(huán)境中能完成檢測(cè)工作；能理解本門課程在專業(yè)中的地位、作用和價(jià)值；學(xué)習(xí)目的明確，學(xué)習(xí)興趣明顯提高；理解本門課程所要求的職業(yè)素質(zhì)，具有團(tuán)隊(duì)精神、協(xié)作精神，能夠與人合作完成工作項(xiàng)目；學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，能進(jìn)行探究式、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)。 建設(shè)措施：建立科學(xué)合理的教育教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)教育服務(wù)；加強(qiáng)學(xué)生思想道德和職業(yè)道德教育；加強(qiáng)學(xué)風(fēng)建設(shè)，努力提高教育教學(xué)質(zhì)量；建立科學(xué)的學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系。

8、結(jié)論

隨著我國(guó)初會(huì)的不斷進(jìn)步，工業(yè)水平，制造能力的穩(wěn)步提高，特別是我們國(guó)家制造行業(yè)在國(guó)際地位的不斷提升，對(duì)制造業(yè)人才的需求與日俱增，尤其是工作一線的初、中級(jí)的優(yōu)秀操作人才更是供不應(yīng)求，超聲檢測(cè)技術(shù)在制造的生產(chǎn)中有著不可替代的作用，超聲檢測(cè)人員的市場(chǎng)需求不斷增加，對(duì)人才的要求也在不斷變化，于此相比，中、高職學(xué)校培養(yǎng)的的專業(yè)畢業(yè)生卻非常少，現(xiàn)從事無損檢測(cè)的人員大都是從其它崗位等轉(zhuǎn)崗而來，因此，他們沒有學(xué)習(xí)系統(tǒng)的無損檢測(cè)課程，加之專業(yè)的特點(diǎn)和學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的原因，在校學(xué)生對(duì)本專業(yè)課程知識(shí)和內(nèi)容非常的貧乏和陌生。傳統(tǒng)的教學(xué)是“講授+板書”方式，學(xué)生大都對(duì)課程不感興趣，即使現(xiàn)在引進(jìn)多媒體教學(xué)方式，學(xué)生也只能抽象的思考學(xué)，對(duì)實(shí)踐中的情況一無所知。也就達(dá)不到理想的教學(xué)效果。最終的后果是，大部分的學(xué)生畢業(yè)進(jìn)入崗位后連最常見的工作設(shè)備、零件不認(rèn)識(shí)，最基本的工作步驟不會(huì)操作，達(dá)不到企業(yè)最起碼的工作要求，因此，培養(yǎng)出適合企業(yè)需要的一線的優(yōu)秀的無損檢測(cè)專業(yè)操作人才就是當(dāng)前這個(gè)專業(yè)的重點(diǎn)，通過課程規(guī)劃的制定和實(shí)施，能夠培養(yǎng)出合格的，生產(chǎn)企業(yè)要求的一線技術(shù)人員。

參考文獻(xiàn)：

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[2]應(yīng)崇福.超聲學(xué). 北京科學(xué)出版社，1990.

篇3

關(guān)鍵詞:曲面工件；超聲自動(dòng)檢測(cè)；碰撞干涉

1碰撞干涉檢測(cè)

碰撞干涉檢測(cè)問題是確定不同的物體在空間是否占有相同區(qū)域的問題。該問題可描述如下:“給定N 個(gè)物體s1 ， s2 ，… ， sn ，它們?cè)诳臻g中的位置是由定義在時(shí)間域[t 0 ， t 1 ] 上的函數(shù)f 1 ，f 2 ，… ， f n 來確定的，判定在這個(gè)時(shí)間域內(nèi)相同時(shí)刻是否存在任何一對(duì)物體占有公共空間”。該問題的描述說明了這樣的意義，物體占有的空間決定于時(shí)間，由此又引出靜態(tài)干涉和動(dòng)態(tài)干涉檢測(cè)的定義。

靜態(tài)干涉檢測(cè): 物體在空間中的位置是可移動(dòng)的，但不隨時(shí)間變化，位置的變化是由其它參數(shù)定義的，判別是否有任何一對(duì)物體占有公共空間。空間布局和裝配干涉檢測(cè)等即屬于此類問題。

動(dòng)態(tài)干涉檢測(cè): 動(dòng)態(tài)干涉檢測(cè)與時(shí)間相關(guān)，即碰撞檢測(cè)。物體在空間中的位置是隨時(shí)間變化的，它可分為二種情況: ( 1) 運(yùn)動(dòng)空間中只有一個(gè)物體是運(yùn)動(dòng)的。例如一個(gè)機(jī)器人在車間里運(yùn)動(dòng)，機(jī)器人是運(yùn)動(dòng)的，車間里的其它障礙物是靜止的；( 2) 一對(duì)物體都必須是運(yùn)動(dòng)的，例如車間里兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人。無論是靜態(tài)干涉檢測(cè)還是動(dòng)態(tài)干涉檢測(cè)，目的都是要求避免物體間的碰撞。

2碰撞干涉檢測(cè)技術(shù)

2.1二維平面碰撞檢測(cè)

Tetsuya，Toshiaki和Mario等人提出了一種稱為空間占有的方法，即物體在目標(biāo)空間移動(dòng)，當(dāng)試圖占有相同的球體時(shí)來檢測(cè)它們的碰撞。這種算法基于這樣一條原理沒有任何物體和其它物體占有同一個(gè)球體，也不需要特殊的計(jì)算來檢測(cè)碰撞。并且，在它們的方法中，每個(gè)物體連同它們所占有的球體在三維空間中都被賦予一個(gè)名字，因而其它物體知道它們和哪個(gè)物體發(fā)生碰撞。

chin和wang研究了兩個(gè)多邊形的相交和最小距離問題。利用可視邊鏈和凸的頂點(diǎn)相對(duì)于其內(nèi)部點(diǎn)的單調(diào)性，提出了判別凸一邊形和一個(gè)簡(jiǎn)單非凸m-邊形的相交問題的最優(yōu)算法，并且研究了當(dāng)兩個(gè)多邊形相交時(shí)一個(gè)多邊形是否被另一個(gè)多邊形完全包含的問題，其時(shí)間復(fù)雜度都為o(m+n)。

汪嘉業(yè)利用單調(diào)折線研究了在一個(gè)多邊形的凸包和另一個(gè)多邊形不相交的條件下，確定兩個(gè)多邊形是否碰撞，并在碰撞時(shí)確定全部碰撞部位的問題，提出了時(shí)間復(fù)雜度為o(m+n)的最優(yōu)算法，并且其算法還可推廣到確定包含有圓弧邊的多邊形之間的最初碰撞部位。

李輝利用最大最小坐標(biāo)的頂點(diǎn)子集的方法研究了一個(gè)凸多邊形沿一給定方向移動(dòng)時(shí)是否與另一凸多邊形發(fā)生碰撞，并且利用斜支撐線的方法來研究一個(gè)凸多邊形相對(duì)于另一個(gè)凸多邊形的可移動(dòng)區(qū)域問題，提出了時(shí)間復(fù)雜度為o(log(n+m))和o(m+n)的算法，在常數(shù)意義下，它們都是最優(yōu)的。

2.2三維空間碰撞檢測(cè)

三維空間碰撞檢側(cè)干涉有兩大類靜態(tài)干涉和動(dòng)態(tài)碰撞檢測(cè)。動(dòng)態(tài)碰撞檢測(cè)就是沿特定軌跡移動(dòng)的物體的干涉檢測(cè)。動(dòng)態(tài)碰撞檢測(cè)算法又可分為兩大類①判斷移動(dòng)的物體之間是否發(fā)生碰撞亦即可碰撞問題②檢測(cè)到碰撞的存在并采取措施進(jìn)行規(guī)避，也就是碰撞規(guī)避問題。根據(jù)所用實(shí)體表示模型的不同，靜態(tài)干涉檢測(cè)算法大致可分成兩類。一類算法主要基于B-rep模型，提高算法效率的關(guān)鍵是如何減少被測(cè)元素的數(shù)量。在這方面Ganter利用空間分割技術(shù)作出了新的嘗試。另一類算法是以層次模型為基礎(chǔ)的，如八叉樹干涉檢驗(yàn)算法和層次Sphere檢驗(yàn)算法等。由于層次模型中相鄰兩層節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)過程之間缺乏直接聯(lián)系，即一個(gè)層次上的干涉檢驗(yàn)結(jié)果并沒有反映出下一個(gè)層次節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息，因此無法對(duì)檢驗(yàn)過程進(jìn)行優(yōu)化，以減少不必要的運(yùn)算。

動(dòng)態(tài)碰撞檢測(cè)先后利用到兩類技術(shù)。第一類技術(shù)是基于給定軌跡反復(fù)利用靜態(tài)干涉檢測(cè)被稱為“單步檢測(cè)”的方法，即當(dāng)物體移動(dòng)過程中將軌跡劃分為很多時(shí)間步，在每一個(gè)時(shí)間步都進(jìn)行靜態(tài)干涉檢測(cè)，來判定運(yùn)動(dòng)的物體之間是否發(fā)生碰撞。Maruyama介紹了多面體之間的靜態(tài)干涉檢測(cè)的第一種一般方法，提出了一種遞歸空間分割算法和一種一般的面對(duì)面相交算法然而，提出了第一種可用的單步檢測(cè)系統(tǒng)，。計(jì)算幾何領(lǐng)域?qū)υS多其它相交測(cè)試技術(shù)進(jìn)行了規(guī)范化和分類。其中有許多技術(shù)是二維相交技術(shù)的延伸和擴(kuò)展。第二類技術(shù)是基于產(chǎn)生稱之為“掃描實(shí)體”的物體。這些物體代表了物體在給定軌跡上移動(dòng)過程中所占有的體積空間。如果環(huán)境中的物體在它們各自的軌跡上行進(jìn)時(shí)會(huì)發(fā)生碰撞，那么它們各自的掃描體將會(huì)發(fā)生靜態(tài)干涉。因而，掃描體可用簡(jiǎn)單的靜態(tài)干涉檢查來對(duì)動(dòng)態(tài)碰撞進(jìn)行測(cè)試，這些掃描體的產(chǎn)生是運(yùn)動(dòng)學(xué)和實(shí)體模型的結(jié)合。由于實(shí)體模型具有多種表示方式，因此，多種形式的掃描體被提出。

雖然掃描體可用于許多有趣的工程問題，但在現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)圖形硬件條件下，單步檢測(cè)方法更適合于實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)圖形顯示。并且掃描體方法也沒有單步檢測(cè)方法所具有的決定碰撞時(shí)間的靈活性。而且用掃描體來進(jìn)行碰撞檢測(cè)需要利用一個(gè)獨(dú)立的步驟來產(chǎn)生掃描實(shí)體。和發(fā)展了單步檢測(cè)方法，提出了一種空間分割技術(shù)的方法，這種空間分割技術(shù)將包含物體的空間劃分為一個(gè)個(gè)子空間，將所有的測(cè)試限制在兩個(gè)物體的重疊局部區(qū)域來進(jìn)行。并且在重登區(qū)域內(nèi)的所有的子空間都按照它們的最小、最大值來排序。然而在空間分割技術(shù)中，子空間的個(gè)數(shù)將影響到檢側(cè)結(jié)果的正確性和算法的效率。

Hahn采用層次包圍盒技術(shù)來加速多面體場(chǎng)景的碰撞檢測(cè)。Moore則提出了兩個(gè)有效的碰撞檢測(cè)算法，其一是用來處理三角剖分過的物體表面。由于任一表面均可表示成一系列三角面片，因而該碰撞檢測(cè)算法具有普遍性該算法的缺點(diǎn)是當(dāng)景物為一復(fù)雜的雕塑曲面時(shí)，三角剖分可能產(chǎn)生大量的三角片，這會(huì)大大影響算法的效率。而另一算法則用來處理多面體環(huán)境的碰撞檢測(cè)。Moore和Wilhelems根據(jù)Cyrus-Beck裁剪算法提出了一種凸多面體碰撞檢測(cè)算法，即通過檢測(cè)多面體頂點(diǎn)是否相互包含來判定它們是否發(fā)生碰撞。對(duì)于具有n個(gè)凸多面體、每個(gè)多面體有m個(gè)頂點(diǎn)的問題，此算法的時(shí)間復(fù)雜度為o(n2m2)；對(duì)于凹多面體則分解為多個(gè)凸多面體來處理Ganter和Isarankura提出了一種空間分割的方法，即將給定物體所占有的空間劃分成一系列子空間，將碰撞測(cè)試限定在兩物體的重疊子空間中進(jìn)行，并且在重疊子空間里的元素都按最大、最小來排序，從而進(jìn)一步減少了測(cè)試時(shí)間。Alonso，Serrano和Flaquer采用定義碰撞影響矩陣及體元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等一些優(yōu)化策略來加快碰撞檢測(cè)，它們的算法分四步來檢測(cè)兩個(gè)物體的干涉①檢測(cè)碰撞影響矩陣②計(jì)算每對(duì)容器之間的干涉③計(jì)算體元之間的干涉④計(jì)算面與面之間的干涉。算法的基本思想是每一步都比它的下一步快，因而，假如在某一步發(fā)現(xiàn)兩個(gè)物體不會(huì)碰撞，就不必進(jìn)行下面的測(cè)試，從而可節(jié)省計(jì)算時(shí)間。

3碰撞干涉在超聲自動(dòng)檢測(cè)中的應(yīng)用

和數(shù)控加工、產(chǎn)品裝配一樣，超聲自動(dòng)檢測(cè)過程中可能存在碰撞干涉，如探頭和工件的碰撞、工件夾具和探頭的碰撞等。在實(shí)際檢測(cè)過程中如果發(fā)生了碰撞，不僅可能造成工件的報(bào)廢、探頭和設(shè)備的損壞，嚴(yán)重時(shí)還可能威脅到操作者的人身安全。因此有必要在實(shí)際檢測(cè)之前對(duì)掃描路徑進(jìn)行校驗(yàn)，找出發(fā)生碰撞干涉的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)位，重新進(jìn)行路徑規(guī)劃，避免碰撞帶來的損失。

超聲檢測(cè)的曲面工件一般具有復(fù)雜的外形，碰撞干涉檢測(cè)時(shí)運(yùn)算量很大，同時(shí)對(duì)檢測(cè)的精度和效率都有較高的要求。盡管現(xiàn)有碰撞干涉檢測(cè)的方法很多，但針對(duì)超聲自動(dòng)檢測(cè)過程中碰撞干涉檢測(cè)的性能有限，如包圍盒算法計(jì)算簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)快速碰撞檢測(cè)，但該方法的精確性不高；空間分解法將整個(gè)虛擬空間劃分成相等體積的小單元格，然后對(duì)占據(jù)同一單元格或相鄰單元格的幾何對(duì)象進(jìn)行相交測(cè)試，精確性高但運(yùn)算復(fù)雜。

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