]所述y = (r2m-r2bsin2 Φ) ~ 1/2 ；
[0065]所述z = rbsin Φ ；
[0066]其中，所述rm為焊接管件的主管半徑，rb為焊接管件的支管半徑，Θ為焊接管件的主管與焊接管件的支管之間夾角，Φ為聲束掃查相貫線時對應(yīng)的相貫線圓心角。
[0067]步驟S102、根據(jù)所述坐標(biāo)值，獲得對應(yīng)的相貫線的二面角和切線角。
[0068]其中，所述二面角為主切面和支切面之間夾角，其中，所述主切面為經(jīng)過A點、并對應(yīng)焊接管件的主管的切面，所述支切面為經(jīng)過A點、并對應(yīng)焊接管件的支管的切面；
[0069]所述切線角包括主管探頭夾角和支管探頭夾角，所述主管探頭夾角為橢圓面與主管軸線之間夾角，所述支管探頭夾角為橢圓面與支管軸線之間夾角，所述橢圓面為經(jīng)過A點、并沿著A點切線的法平面。
[0070]其中，所述二面角為:
[0071]arccos {rbsin2 Φ +cos Φ cos θ [ (r2m-r2bsin2 Φ)" 1/2]} /rm;
[0072]所述主管探頭夾角為:
[0073]arccos {-z (ysin θ +χco s θ ) / (z2y2 + z2x2 + y2x2sin2 θ +y4cο S2 θ -ζ y 3Xsinθcosθ)"1/2};
[0074]所述支管探頭夾角為:
[0075]arccos [~zx/ (z2y2+z2x2+y2x2sin2 Θ +y4cos2 Θ -zy3x sin Θ cos Θ ) "1/2] 0
[0076]以下具體說明二面角、支管探頭夾角、主管探頭夾角的推導(dǎo)過程。
[0077]所述二面角為Dihedral—angle，
[0078]Dihedral—angle = arccos {rbsin2 Φ +cos Φ cos Θ [ (r2m_r2bsin2 Φ)" 1/2]}/rm;
[0079]所述支管探頭夾角為probe—angle—b，
[0080]probe—angle—b = arccos [~zx/ (z2y2+z2x2+y2x2sin2 Θ +y4cos2 Θ -zy3xsinΘcosΘ)"1/2];
[0081]所述主管探頭夾角為probe—angle—m，
[0082]probe_angle_m = arccos {~z (ysin Θ +xcos Θ )/(z2y2+z2x2+y2x2sin2 Θ +y4cos2 Θ -zy3x sin Θ cos Θ ) "1/2} 0
[0083]主管外橢圓長軸為R—L—Ex—m，主管外半徑為R—Ex—m，
[0084]R_L_Ex_m = (R—Ex—m)/sin (probe—angle—m*pai/180);
[0085]主管內(nèi)橢圓長軸為R—L—In—m，主管內(nèi)半徑為R—In—m，
[0086]R—L—In—m = (R—In—m)/sin (probe—angle—m*pai/180);
[0087]支管外橢圓長軸為R—L—Ex—b，支管外半徑為R—Ex—b，
[0088]R_L_Ex_b = (R—Ex—b)/sin (probe—angle—b*pai/180);
[0089]支管內(nèi)橢圓長軸為R—L—In—b，主管內(nèi)半徑為R—In—b，
[0090]R—L—In—b = (R—In—b)/sin (probe—angle—b*pai/180) 0
[0091]以支管橢圓中心為坐標(biāo)原點，那么:
[0092]支管外橢圓方程為:x2/R—L—Ex—b2+y2/R_Ex_b2= I ;
[0093]支管內(nèi)橢圓方程為:x2/R—L—In—b2+y2/R—In—b2= I。
[0094]主管橢圓中心點坐標(biāo)為:(xm，ym)，那么:
[0095]xm = gap+{R—Ex—m*sin[ (180-Dihedral—angle) *pai/180]};
[0096]ym = {R—Ex—m*cos[(180-Dihedral—angle)*pai/180]};
[0097]其中，gap為焊縫間隙。
[0098]主管外補圓方程為:{(x-xm)cos [ (180-Dihedral—angle) pai/180] + (y-ym)sin [ (180-Dihedral—angle) pai/180) ]2} /R_L_Ex_m2+ {(y-ym) cos [ (180-Dihedral—angle)pai/180] - (x-xm) sin [ (180-Dihedral—angle) pai/180) ]2}/R—Ex—m2= I ;
[0099]主管內(nèi)補圓方程為:{(x-xm)cos [ (180-Dihedral—angle) pai/180] + (y-ym)sin[(180-Dihedral_angle)pai/180)]2} /R_L_In_m2+{(y-ym)cos[(180_Dihedral_angle)pai/180] - (x-xm) sin [ (180-Dihedral_angle) pai/180) ]2} /R_In_m2= I。
[0100]步驟S103、根據(jù)所述二面角和切線角，獲得相貫線截面仿真圖。
[0101]所述二面角為α，焊接管件的截面坡口角為β ;
[0102]當(dāng)180。彡 α 彡 135。時，β = α-90。；
[0103]當(dāng)135。>α 彡 90。時，β = 45。；
[0104]當(dāng)90。>α 彡 45。時，β =45。-(90。-a )/2 ；
[0105]當(dāng)45。>α 彡 30。時，β =22.5。-(45。-a )22.5。/15。；
[0106]當(dāng)30。>α 彡 15。時，β = O。。
[0107]以上設(shè)定符合AWS (American Welding Society、美國焊接協(xié)會)規(guī)范。
[0108]步驟S104、根據(jù)所述相貫線截面仿真圖，獲得聲束在相貫線內(nèi)傳播的路徑仿真信息。
[0109]請參考圖2，其本發(fā)明提供的利用聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真方法設(shè)計的仿真軟件界面圖。
[0110]利用聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真方法設(shè)計的仿真軟件:在設(shè)定相貫線工件基本信息之后，能形成相貫線的理論焊縫模型。對于固定距離的聚焦法則設(shè)置包括探頭、楔塊選擇，角度范圍，激發(fā)晶片等參數(shù)后，就能觀測到360°焊縫的超聲波覆蓋情況。用2組乃至多組相控陣、不同距離、不同聚焦法則設(shè)置就能保證焊縫的全覆蓋，以支持多組相控陣聲束覆蓋情況的綜合顯示，這樣得到檢測結(jié)果更準(zhǔn)確。只用單探頭模擬，對于對接縫鋼件、T型縫鋼件等適用，但是對于相貫線是不適用的。如果采用在點焊后、焊接前對實際工件坡口情況進行掃描，得到真實的3D焊縫坡口模擬圖，將真實坡口導(dǎo)入軟件當(dāng)中，在檢測過程再進行聲束模擬，效果會更好。
[0111]本發(fā)明提供的利用聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真方法支持多探頭多聚焦法則的相控陣聲束仿真模擬，可與單探頭單聚焦法則模擬區(qū)分開，兩者適用的場景不同。
[0112]本發(fā)明提供的利用聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真方法支持相貫線焊縫的模型計算和聲程計算，設(shè)定焊縫距離后，探頭保持固定距離以圓心角為坐標(biāo)360°聲束仿真模擬。
[0113]本發(fā)明提供的利用聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真方法可支持特殊條件的推薦設(shè)置，例如保持聲束與坡口面盡量垂直；
[0114]本發(fā)明提供的聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真方法，對超聲波聲束在相貫線內(nèi)的傳播路徑進行仿真，幫助相貫線檢測工藝的正確制定、極大的減少了對操作人員主觀判斷的依賴、降低誤判率、提高超聲波檢測質(zhì)量、保證產(chǎn)品壽命、減少工程事故發(fā)生和減少人民生命財廣損失有著重大意義。
[0115]以下為本發(fā)明實施例提供的聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真裝置的實施例。聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真裝置的實施例與上述的聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真方法實施例屬于同一構(gòu)思，聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真裝置的實施例中未詳盡描述的細(xì)節(jié)內(nèi)容，可以參考上述聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真方法實施例。
[0116]請參考圖3，其是本發(fā)明提供的聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0117]該聲束在相貫線內(nèi)傳播的截面仿真裝置，包括:
[0118]坐標(biāo)獲得單元10，用于獲得被聲束掃查的相貫線上任意一點的坐標(biāo)值；
[0119]角度獲得單元20，用于根據(jù)所述坐標(biāo)值，獲得對應(yīng)的相貫線的二面角和切線角；
[0120]截面仿真單元30，用于根據(jù)所述二面角和切線角，獲得相貫線截面仿真圖；
[0121]路徑仿真單元40，根據(jù)所述相貫線截面仿真圖，獲得聲束在相貫線內(nèi)傳播的路徑仿真信息。
[0122]其中，所述相貫線上任意一點A的坐標(biāo)值為A(x、y、z);
[0123]所述χ = ycos Θ -rbcos Φ ；
[0124]所述y = (r2m-r2bsin2<i)) ~