超聲檢測技術論文范文

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[論文摘要]介紹當前壓力容器制造和使用過程中所采用的無損檢測技術，包括射線、超聲、磁粉、滲透等常規技術和聲發射、磁記憶等新技術，并論述他們的工作原理、優缺點和應用范圍。

一、引言

隨著現代工業的發展，對產品質量和結構安全性，使用可靠性提出越來越高的要求，由于無損檢測技術具有不破壞試件，檢測靈敏度高等優點，所以其應用日益廣泛。目前對壓力容器的檢測方法有多種，本文主要介紹無損檢測的常用技術如射線、超聲、磁粉和滲透及新技術如聲發射、磁記憶等。

二、無損檢測方法

現代無損檢測的定義是：在不損壞試件的前提下，以物理或化學方法為手段，借助先進的技術和設備器材，對試件的內部及表面的結構，性質，狀態進行檢查和測試的方法。

（一）射線檢測

射線檢測技術一般用于檢測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，對于人體不能進入的壓力容器以及不能采用超聲檢測的多層包扎壓力容器和球形壓力容器多采用Ir或Se等同位素進行γ射線照相。但射線檢測不適用于鍛件、管材、棒材的檢測。

射線檢測方法可獲得缺陷的直觀圖像，對長度、寬度尺寸的定量也比較準確，檢測結果有直觀紀錄，可以長期保存。但該方法對體積型缺陷（氣孔、夾渣）檢出率高，對體積型缺陷（如裂紋未熔合類），如果照相角度不適當，容易漏檢。另外該方法不適宜較厚的工件，且檢測成本高、速度慢，同時對人體有害，需做特殊防護。

（二）超聲波檢測

超聲檢測（UltrasonicTesting，UT）是利用超聲波在介質中傳播時產生衰減，遇到界面產生反射的性質來檢測缺陷的無損檢測方法。

超聲檢測既可用于檢測焊縫內部埋藏缺陷和焊縫內表面裂紋，還用于壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現裂紋的檢測。

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

（三）磁粉檢測

磁粉檢測（MagneticTesting，MT）是基于缺陷處漏磁場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方法。

在以鐵磁性材料為主的壓力容器原材料驗收、制造安裝過程質量控制與產品質量驗收以及使用中的定期檢驗與缺陷維修監測等及格階段，磁粉檢測技術用于檢測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用。

磁粉檢測的優點在于檢測成本低、速度快，檢測靈敏度高。缺點在于只適用于鐵磁性材料，工件的形狀和尺寸有時對探傷有影響。

（四）滲透檢測

滲透檢測（PenetrantTest，PT）是基于毛細管現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。隨著滲透檢測方法在壓力容器檢測中的廣泛應用，必須合理選擇滲透劑及檢測工藝、標準試塊及受檢壓力容器實際缺陷試塊，使用可行的滲透檢測方法標準等來提高滲透檢測的可靠性。

該方法操作簡單成本低，缺陷顯示直觀，檢測靈敏度高，可檢測的材料和缺陷范圍廣，對形狀復雜的部件一次操作就可大致做到全面檢測。但只能檢測出材料的表面開口缺陷且不適用于多孔性材料的檢驗，對工件和環境有污染。滲透檢測方法在檢測表面微細裂紋時往往比射線檢測靈敏度高，還可用于磁粉檢測無法應用到的部位。

（五）聲發射檢測

聲發射（AcousticEmission,AE）是指材料或結構受外力或內力作用產生變形或斷裂，以彈性波形式釋放出應變能的現象。而彈性波可以反映出材料的一些性質。聲發射檢測就是通過探測受力時材料內部發出的應力波判斷容器內部結構損傷程度的一種新的無損檢測方法。

壓力容器在高溫高壓下由于材料疲勞、腐蝕等產生裂紋。在裂紋形成、擴展直至開裂過程中會發射出能量大小不同的聲發射信號，根據聲發射信號的大小可判斷是否有裂紋產生、及裂紋的擴展程度。

聲發射與X射線、超聲波等常規檢測方法的主要區別在于它是一種動態無損檢測方法。聲發射信號是在外部條件作用下產生的，對缺陷的變化極為敏感，可以檢測到微米數量級的顯微裂紋產生、擴展的有關信息，檢測靈敏度很高。此外，因為絕大多數材料都具有聲發射特征，所以聲發射檢測不受材料限制，可以長期連續地監視缺陷的安全性和超限報警。

（六）磁記憶檢測

磁記憶(Metalmagneticmemory,MMM)檢測方法就是通過測量構件磁化狀態來推斷其應力集中區的一種無損檢測方法，其本質為漏磁檢測方法。

壓力容器在運行過程中受介質、壓力和溫度等因素的影響，易在應力集中較嚴重的部位產生應力腐蝕開裂、疲勞開裂和誘發裂紋，在高溫設備上還容易產生蠕變損傷。磁記憶檢測方法用于發現壓力容器存在的高應力集中部位，它采用磁記憶檢測儀對壓力容器焊縫進行快速掃查，從而發現焊縫上存在的應力峰值部位，然后對這些部位進行表面磁粉檢測、內部超聲檢測、硬度測試或金相組織分析，以發現可能存在的表面裂紋、內部裂紋或材料微觀損傷。

磁記憶檢測方法不要求對被檢測對象表面做專門的準備，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分出彈性變形區和塑性變形區，能夠確定金屬層滑動面位置和產生疲勞裂紋的區域，能顯示出裂紋在金屬組織中的走向，確定裂紋是否繼續發展。是繼聲發射后第二次利用結構自身發射信息進行檢測的方法，除早期發現已發展的缺陷外，還能提供被檢測對象實際應力---變形狀況的信息，并找出應力集中區形成的原因。但此方法目前不能單獨作為缺陷定性的無損檢測方法，在實際應用中，必須輔助以其他的無損檢測方法。

三、展望

作為一種綜合性應用技術，無損檢測技術經歷了從無損探傷(NDI)，到無損檢測(NDT)，再到無損評價(NDE)，并且向自動無損評價(ANDE)和定量無損評價(QNDE)發展。相信在不員的將來，新生的納米材料、微機電器件等行業的無損檢測技術將會得到迅速發展。

參考文獻：

[1]魏鋒，壽比南等.壓力容器檢驗及無損檢測：化學工業出版社，2003.

[2]王自明.無損檢測綜合知識：機械工業出版社，2005.

[3]沈功田，張萬嶺等.壓力容器無損檢測技術綜述：無損檢測，2004.

[4]林俊明，林春景等.基于磁記憶效應的一種無損檢測新技術：無損檢測，2000.

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【關鍵詞】超聲檢測；高職教育；教學研究

超聲波檢測是應用最廣泛的無損檢測方法之一。超聲波檢測是利用進入被檢材料的超聲波對材料表面或內部缺陷進行檢測。利用超聲波進行材料厚度的測量也是常規超聲波檢測的一個重要方面。此外，作為超聲波檢測技術的特殊應用，超聲波還可用于材料內部組織和特性的表征以及應力的測量。它的意義的一般指超聲波與工件作用，就反射、透射和衍射的波進行研究，對工件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表征，并進而對其特定應用進行評價的技術。從上世紀30年明以來，由于超聲檢測具有安全高效，體積小，便攜等特點，越來越被廣泛應用于，工業，醫療等各行各業。

在高職學校開設超聲檢測的課程對于培養應用型操作人員有很大的優勢，對于超聲檢測這種操作技能要求較高的行業，工作人員的培養應以實踐操作為主，高職教育正好能滿足這一要求。因此制定一個合理的課程規劃來達到理想的目的是非常必要的。下面就超聲檢測這門課程在高職院校的開展進行討論。

1、課程建設的指導思想和總體目標

在日常教學的制定中要遵循高職教育教學的規律與特點，始終堅持以“學生為主體，教師為主導”的原則，堅持以工學結合的方式開展教學，注重素質教育，注重技能教育，重視學生創新能力的培養和個性發展。讓學生能學會處理各種特殊的工藝要求。通過課程建設，對傳統的教學內容和方法進行改革，把超聲檢測新技術、新工藝、新標準恰當地引入課堂教學，使課程做到知識性與應用性的統一，使課程結構體系和教學內容得到進一步的優化。利用現代教育技術平臺改革相應的教學方法和手段。

課程建設的目標是落實課程建設的措施，更加明確課程目標即培養能夠進行超聲檢測操作的人員，遴選課程內容對理論性太強的部分加以弱化，優化課程結構，專注與實踐教學，讓學生多通過現場操作來學習了解這一行業。改進教學方法、豐富教學手段，加強教師隊伍的建設，加強課程研究，開展技術推廣、咨詢和服務，建立課程資源庫，改善實訓條件，規范課程考核評價方式，進一步提高課程效果，加強課程管理，以保證群體教學水平穩步提高，使課程建設處于良性發展。

2、課程目標

根據學校辦學定位和學生實際，明確本課程職業崗位指向和職業能力要求；高職學校的生源包括高中生，中職生，及以3+2方式培養的學生。明確了學生的實際情況就能明確課程知識目標、技能目標、態度目標，更加重視本課程在職業能力培養中所處的重要地位、作用和價值；主要目標應在加強學生學習能力、應用能力、協作能力和創新能力的培養。建設措施：（1）開展專業教育，讓學生明確職業崗位指向和職業能力要求，讓學生清楚地認識到專業課程在職業能力培養中所處的地位、作用和價值，激發學生學習興趣。（2）課程知識模塊應該有：超聲檢測物理基礎、檢測器材與設備、檢測方法、檢測工藝、超聲檢測應用、檢測標準、課程設計、技能訓練部分；技能目標是培養學生動手操作的能力，為行業培養初、中級無損檢測技能型人才。學生學完本課程后，要求學生掌握超聲檢測相關理論知識，能獨立完成超聲檢測工作。能與他人團結協作，具有一定的創新能力。畢業前取得鍋爐壓力容器無損檢測人員UTⅠ、UTⅡ級資格證書（中專Ⅰ級、高職Ⅱ級）。畢業生經過一段時間的工作實踐，向中、高級人員過渡。（3）教師在教案中交代每個知識模塊學生應達到的知識目標、技能目標、態度目標，并在授課過程中明確告訴學生；教師應注重學生學習能力、應用能力、協作能力和創新能力的培養。

3、課程內容和課程結構

圍繞為行業培養初、中級無損檢測技能型人才的要求，遴選教學內容，適時吸納新知識、新技術、新工藝、新標準，培養了學生良好的職業道德、嚴謹認真的工作作風、實事求是的科學態度，強化學生安全意識；形成模塊化課程結構；實踐性教學內容達到50%以上。建設措施：（1）按照無損檢測人員資格證考試規則和企業、行業對無損檢測人員的要求，安排教學內容。（2）要求教師加強學習，不斷更新知識，適時吸納新知識、新技術、新工藝、新標準，定期到企業作市場調研和掛職鍛煉。（3）按照職業崗位和職業能力培養的要求，整合教學內容，構建以職業崗位作業流程為導向的教學模塊，按崗位作業流程分小模塊進行教學，形成模塊化課程結構。（4）不拘束于某一個具體工件，而以多種規格、多種材質的工件作為研究對象，增加學生實訓機會和實訓內容，安排學生進企業實習，使實踐性教學內容達到50%以上。（5）聯系本地相關企業，利用企業的設備和技術人員對學生進行實踐學習。讓學生了解企業實際的工作生產情況，可能遇到的各種問題。（6）在與企業聯系過程中，可以把優秀的學生推薦給企業，以此來與企業互利互惠，形成良好的合作關系。

4、課程教學方法與手段

課程教學方法堅持“教、學、做合一”的原則，采用現場教學、項目教學、討論式教學、探究式教學等教學方法；高度重視實訓、實習等實踐性教學環節，以真實或仿真的任務為實習實訓項目，將實習實訓與項目結合起來，強調學生將所學知識和技能在實踐中應用，積極引導學生自主學習；充分運用現代教育技術進行教學，充分利用網頁資源，將課程教材、教師教案、教學大綱、檢測標準、習題、實驗實習指導、參考文獻目錄、授課錄像、網絡課件、在線測試等相關資料在網上公布，實現優質教學資源共享，方便學生在網絡中自主學習。（1）制定教學過程規范，包括授課計劃規范、理論備課規范、課堂教學規范、作業輔導規范、考試考核規范、教書育人規范，把提高群體教學質量落實到教學過程的每一個環節中。落實備課規范，提高課程授課計劃質量。教師備課必須要鉆研大綱，研究教材，掌握教學目的、要求和重點，研究和掌握教學方法。授課計劃要體現教學目的、教學方法、教學思想。（2）建立優秀教案檔案，促進群體教案水平提高。每學期每位教師提交一份優秀教案，課程組通過評定、交流后存檔，逐步提高整體教案水平。（3）抓住課堂教學這個中心環節，爭取最佳教學效果。課堂講授必須執行課堂授課規范，做到內容熟練、概念準確、重點突出、結構合理、條例清楚、語言精煉、板書工整且布局合理，要充分調動學生積極性，啟發學生思維，培養學生能力，要注意理論聯系實際，加強教學的科學性和思想性。（4）建立學校老師與企業技術人員的技術交流來提高教學內容的質量，引入最新的理念，讓學生一切從實踐出發，真正做到精通。（5）以多種規格、多種材質的工件作為研究對象，以真實或仿真的任務為實習實訓項目，將實習實訓與項目結合起來，增加學生實訓機會和實訓內容。安排學生進企業實習，使實踐性教學內容達到50%以上。強調學生在實踐中應用中消化所學知識和技能，積極引導學生自主學習。（6）建立一體化專業教室，充分運用現代教育技術進行現場教學；引入相關的檢測儀，配備完善的各種標準試塊和對比試塊，使教學內容豐滿具體。

5、課程資源建設

課程資源建設要求擁有學校教師與現場專家一起開發的校本教材、實驗實訓指導書、教師教學指導書和學生學習指導書等，建成集紙質與電子、靜態與動態的圖書和網絡資源于一體的立體化教學資源庫。教學資源庫包括課程標準、教學內容、實驗實習實訓、教學指導和學生學習效果評價方案等要素；校內實驗實訓室的設施設備技術含量高，有能完全滿足課程教學需要的實驗實訓設施設備；建立真實或仿真的職業環境，有便于學生自主學習的實驗實訓室管理制度，管理規范；建立校外實踐教學基地，與相關企業建立合作機制，校外實踐基地成為課堂教學的有效延伸。

6、課程考核及措施

課程考核要求建立體現職業能力為核心的課程考核標準，建立分模塊的課程考核評價方式，每個課程模塊既考核學生所學的知識，也考核學生掌握的技能及學習態度，采用形成性評價與終結性評價相結合的考核方式。筆試、口試、操作、論文相結合，開卷、閉卷相結合，第一課堂考核與第二課堂考核相結合，校內老師評價與企業、社會評價相結合，學生自評、互評相結合的評價方式，各種評價有明確的比例分配。

具體的建設措施：（1）每學期至少要進行一次期中和期末考試。考試要嚴格要求，同一教學計劃的班級，期末考試要統一命題，統一評分，統一閱卷。考試方式為：閉卷，記分方法為：平時成績占30%（10%的作業，10%的課堂表現，10%的課堂測驗），期中考試占20%，期末考試占50%，其中10%的課堂表現分數由老師評價、學生自評、互評三項各占1/3產生，加重平時學習權重，注重對學生學習過程的檢查和對知識的掌握程度的考核；第一課堂考核成績占70%，第二課堂考核成績占30%；同時期末考試除理論考試外還有實踐操作考試，根據無損檢測人員資格證考試的要求，理論和實踐考試都必須達到70分才認定及格。（2）建立超聲檢測試題庫，條件成熟可以實行教考分離。（3）參加校級以上技能競賽取得名次的給予加分。

7、課程效果

建設目標：學生學完本門課程后能掌握85%以上的知識點，完全掌握核心知識點；100%掌握課程中包涵的技能，在真實或仿真的環境中能完成檢測工作；能理解本門課程在專業中的地位、作用和價值；學習目的明確，學習興趣明顯提高；理解本門課程所要求的職業素質，具有團隊精神、協作精神，能夠與人合作完成工作項目；學生在教師的指導下，能進行探究式、創新性學習。 建設措施：建立科學合理的教育教學質量評價體系，為學生提供優質教育服務；加強學生思想道德和職業道德教育；加強學風建設，努力提高教育教學質量；建立科學的學生學習評價體系。

8、結論

隨著我國初會的不斷進步，工業水平，制造能力的穩步提高，特別是我們國家制造行業在國際地位的不斷提升，對制造業人才的需求與日俱增，尤其是工作一線的初、中級的優秀操作人才更是供不應求，超聲檢測技術在制造的生產中有著不可替代的作用，超聲檢測人員的市場需求不斷增加，對人才的要求也在不斷變化，于此相比，中、高職學校培養的的專業畢業生卻非常少，現從事無損檢測的人員大都是從其它崗位等轉崗而來，因此，他們沒有學習系統的無損檢測課程，加之專業的特點和學生知識結構的原因，在校學生對本專業課程知識和內容非常的貧乏和陌生。傳統的教學是“講授+板書”方式，學生大都對課程不感興趣，即使現在引進多媒體教學方式，學生也只能抽象的思考學，對實踐中的情況一無所知。也就達不到理想的教學效果。最終的后果是，大部分的學生畢業進入崗位后連最常見的工作設備、零件不認識，最基本的工作步驟不會操作，達不到企業最起碼的工作要求，因此，培養出適合企業需要的一線的優秀的無損檢測專業操作人才就是當前這個專業的重點，通過課程規劃的制定和實施，能夠培養出合格的，生產企業要求的一線技術人員。

參考文獻：

[1]劉福順，湯明. 無損檢測基礎. 北京航空航天大學出版社 2002.

[2]應崇福.超聲學. 北京科學出版社，1990.

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關鍵詞:曲面工件；超聲自動檢測；碰撞干涉

1碰撞干涉檢測

碰撞干涉檢測問題是確定不同的物體在空間是否占有相同區域的問題。該問題可描述如下:“給定N 個物體s1 ， s2 ，… ， sn ，它們在空間中的位置是由定義在時間域[t 0 ， t 1 ] 上的函數f 1 ，f 2 ，… ， f n 來確定的，判定在這個時間域內相同時刻是否存在任何一對物體占有公共空間”。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間，由此又引出靜態干涉和動態干涉檢測的定義。

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

動態干涉檢測: 動態干涉檢測與時間相關，即碰撞檢測。物體在空間中的位置是隨時間變化的，它可分為二種情況: ( 1) 運動空間中只有一個物體是運動的。例如一個機器人在車間里運動，機器人是運動的，車間里的其它障礙物是靜止的；( 2) 一對物體都必須是運動的，例如車間里兩個運動的機器人。無論是靜態干涉檢測還是動態干涉檢測，目的都是要求避免物體間的碰撞。

2碰撞干涉檢測技術

2.1二維平面碰撞檢測

Tetsuya，Toshiaki和Mario等人提出了一種稱為空間占有的方法，即物體在目標空間移動，當試圖占有相同的球體時來檢測它們的碰撞。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球體，也不需要特殊的計算來檢測碰撞。并且，在它們的方法中，每個物體連同它們所占有的球體在三維空間中都被賦予一個名字，因而其它物體知道它們和哪個物體發生碰撞。

chin和wang研究了兩個多邊形的相交和最小距離問題。利用可視邊鏈和凸的頂點相對于其內部點的單調性，提出了判別凸一邊形和一個簡單非凸m-邊形的相交問題的最優算法，并且研究了當兩個多邊形相交時一個多邊形是否被另一個多邊形完全包含的問題，其時間復雜度都為o(m+n)。

汪嘉業利用單調折線研究了在一個多邊形的凸包和另一個多邊形不相交的條件下，確定兩個多邊形是否碰撞，并在碰撞時確定全部碰撞部位的問題，提出了時間復雜度為o(m+n)的最優算法，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的頂點子集的方法研究了一個凸多邊形沿一給定方向移動時是否與另一凸多邊形發生碰撞，并且利用斜支撐線的方法來研究一個凸多邊形相對于另一個凸多邊形的可移動區域問題，提出了時間復雜度為o(log(n+m))和o(m+n)的算法，在常數意義下，它們都是最優的。

2.2三維空間碰撞檢測

三維空間碰撞檢側干涉有兩大類靜態干涉和動態碰撞檢測。動態碰撞檢測就是沿特定軌跡移動的物體的干涉檢測。動態碰撞檢測算法又可分為兩大類①判斷移動的物體之間是否發生碰撞亦即可碰撞問題②檢測到碰撞的存在并采取措施進行規避，也就是碰撞規避問題。根據所用實體表示模型的不同，靜態干涉檢測算法大致可分成兩類。一類算法主要基于B-rep模型，提高算法效率的關鍵是如何減少被測元素的數量。在這方面Ganter利用空間分割技術作出了新的嘗試。另一類算法是以層次模型為基礎的，如八叉樹干涉檢驗算法和層次Sphere檢驗算法等。由于層次模型中相鄰兩層節點的檢測過程之間缺乏直接聯系，即一個層次上的干涉檢驗結果并沒有反映出下一個層次節點的狀態信息，因此無法對檢驗過程進行優化，以減少不必要的運算。

動態碰撞檢測先后利用到兩類技術。第一類技術是基于給定軌跡反復利用靜態干涉檢測被稱為“單步檢測”的方法，即當物體移動過程中將軌跡劃分為很多時間步，在每一個時間步都進行靜態干涉檢測，來判定運動的物體之間是否發生碰撞。Maruyama介紹了多面體之間的靜態干涉檢測的第一種一般方法，提出了一種遞歸空間分割算法和一種一般的面對面相交算法然而，提出了第一種可用的單步檢測系統，。計算幾何領域對許多其它相交測試技術進行了規范化和分類。其中有許多技術是二維相交技術的延伸和擴展。第二類技術是基于產生稱之為“掃描實體”的物體。這些物體代表了物體在給定軌跡上移動過程中所占有的體積空間。如果環境中的物體在它們各自的軌跡上行進時會發生碰撞，那么它們各自的掃描體將會發生靜態干涉。因而，掃描體可用簡單的靜態干涉檢查來對動態碰撞進行測試，這些掃描體的產生是運動學和實體模型的結合。由于實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，但在現在的計算機圖形硬件條件下，單步檢測方法更適合于實時計算機圖形顯示。并且掃描體方法也沒有單步檢測方法所具有的決定碰撞時間的靈活性。而且用掃描體來進行碰撞檢測需要利用一個獨立的步驟來產生掃描實體。和發展了單步檢測方法，提出了一種空間分割技術的方法，這種空間分割技術將包含物體的空間劃分為一個個子空間，將所有的測試限制在兩個物體的重疊局部區域來進行。并且在重登區域內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中，子空間的個數將影響到檢側結果的正確性和算法的效率。

Hahn采用層次包圍盒技術來加速多面體場景的碰撞檢測。Moore則提出了兩個有效的碰撞檢測算法，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，因而該碰撞檢測算法具有普遍性該算法的缺點是當景物為一復雜的雕塑曲面時，三角剖分可能產生大量的三角片，這會大大影響算法的效率。而另一算法則用來處理多面體環境的碰撞檢測。Moore和Wilhelems根據Cyrus-Beck裁剪算法提出了一種凸多面體碰撞檢測算法，即通過檢測多面體頂點是否相互包含來判定它們是否發生碰撞。對于具有n個凸多面體、每個多面體有m個頂點的問題，此算法的時間復雜度為o(n2m2)；對于凹多面體則分解為多個凸多面體來處理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，將碰撞測試限定在兩物體的重疊子空間中進行，并且在重疊子空間里的元素都按最大、最小來排序，從而進一步減少了測試時間。Alonso，Serrano和Flaquer采用定義碰撞影響矩陣及體元的數據結構等一些優化策略來加快碰撞檢測，它們的算法分四步來檢測兩個物體的干涉①檢測碰撞影響矩陣②計算每對容器之間的干涉③計算體元之間的干涉④計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，假如在某一步發現兩個物體不會碰撞，就不必進行下面的測試，從而可節省計算時間。

3碰撞干涉在超聲自動檢測中的應用

和數控加工、產品裝配一樣，超聲自動檢測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。在實際檢測過程中如果發生了碰撞，不僅可能造成工件的報廢、探頭和設備的損壞，嚴重時還可能威脅到操作者的人身安全。因此有必要在實際檢測之前對掃描路徑進行校驗，找出發生碰撞干涉的運動點位，重新進行路徑規劃，避免碰撞帶來的損失。

超聲檢測的曲面工件一般具有復雜的外形，碰撞干涉檢測時運算量很大，同時對檢測的精度和效率都有較高的要求。盡管現有碰撞干涉檢測的方法很多，但針對超聲自動檢測過程中碰撞干涉檢測的性能有限，如包圍盒算法計算簡單，容易實現快速碰撞檢測，但該方法的精確性不高；空間分解法將整個虛擬空間劃分成相等體積的小單元格，然后對占據同一單元格或相鄰單元格的幾何對象進行相交測試，精確性高但運算復雜。

參考文獻：

[1]張旭輝，馬宏偉.超聲無損檢測技術的現狀和發展趨勢，機械制造，2002，40（7）：24-26

[2]羅雄彪，陳鐵群.超聲無損檢測的發展趨勢，無損檢測，2005，27（3）：148-152