本文關(guān)鍵詞：曲面構(gòu)件相控陣超聲成像檢測(cè)技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 曲面構(gòu)件 超聲相控陣技術(shù) 參數(shù)優(yōu)化 圖像處理

【摘要】：曲面構(gòu)件已在航天航空、交通運(yùn)輸、電力、醫(yī)療器械等行業(yè)的關(guān)鍵部件得到廣泛應(yīng)用,超聲無(wú)損檢測(cè)對(duì)提高其制造質(zhì)量及服役安全具有重要意義。由于曲面構(gòu)件幾何形狀復(fù)雜,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)曲面構(gòu)件的缺陷進(jìn)行定量及定性分析,成為近年來(lái)研究熱點(diǎn)。超聲相控陣技術(shù)通過(guò)控制延時(shí)時(shí)間實(shí)現(xiàn)靈活的聲束控制,具有聲束可達(dá)性好、檢測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)曲面構(gòu)件超聲相控陣檢測(cè)時(shí)存在的成像質(zhì)量低、缺陷提取及量化困難等問(wèn)題,開展了成像參數(shù)優(yōu)化及缺陷提取量化等技術(shù)研究。第一章闡述了論文背景及意義,從曲面構(gòu)件的檢測(cè)方法、超聲相控陣技術(shù)、曲面構(gòu)件聲場(chǎng)仿真等方面分析了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題。引出論文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排。第二章研究了超聲相控陣基本原理及關(guān)鍵技術(shù)。闡述了超聲相控陣及聲束控制的基礎(chǔ)原理,分析了超聲相控陣偏轉(zhuǎn)與聚焦模型,推導(dǎo)了聲束控制延時(shí)時(shí)間的計(jì)算方法,為研究超聲相控陣曲面構(gòu)件待測(cè)區(qū)域聚焦及偏轉(zhuǎn)掃查奠定了基礎(chǔ)。第三章為解決超聲相控陣檢測(cè)成像質(zhì)量低等問(wèn)題,研究了超聲相控陣換能器輻射聲場(chǎng)原理及特性,分析了換能器輻射聲場(chǎng)中陣元數(shù)、中心軸線處聲壓特性、界面情況及脈沖寬度等聲場(chǎng)特性參數(shù)對(duì)檢測(cè)成像質(zhì)量的影響。并基于時(shí)域有限差分法運(yùn)用WAVE2000軟件對(duì)曲面構(gòu)件相控陣聲場(chǎng)進(jìn)行了仿真,并通過(guò)采集聚焦點(diǎn)處聲壓幅值系統(tǒng)分析了陣元數(shù)、陣元間距及陣元寬度等幾何參數(shù)對(duì)成像質(zhì)量影響,獲得了參數(shù)優(yōu)化結(jié)果。第四章針對(duì)理論分析結(jié)果,通過(guò)控制變量法對(duì)輪輞試塊及RB-3試塊進(jìn)行超聲相控陣檢測(cè),得到了超聲相控陣檢測(cè)參數(shù)及其他因素對(duì)輪輞試塊檢測(cè)成像質(zhì)量的影響規(guī)律。第五章針對(duì)檢測(cè)成像質(zhì)量低、缺陷提取及量化困難的問(wèn)題,提出了迭代法與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)相結(jié)合提取缺陷的圖像處理方法,并與傳統(tǒng)迭代法、Otsu法、Bernsen法進(jìn)行對(duì)比,研究了各種方法在不同檢測(cè)孔徑下提取的缺陷面積、周長(zhǎng)及長(zhǎng)短軸等缺陷特征值。結(jié)果顯示迭代法與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)相結(jié)合具有更好的缺陷提取效果及量化精度,且增加換能器孔徑尺寸能降低缺陷量化的相對(duì)誤差。最后對(duì)全文工作進(jìn)行總結(jié),并對(duì)后期研究進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：曲面構(gòu)件 超聲相控陣技術(shù) 參數(shù)優(yōu)化 圖像處理
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB553
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 相關(guān)文獻(xiàn)綜述11-16
• 1.2.1 曲面構(gòu)件無(wú)損檢測(cè)技術(shù)11-13
• 1.2.2 超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 超聲波聲場(chǎng)模擬研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 論文研究背景及意義16-17
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)18-24
• 2.1 超聲相控陣原理18-21
• 2.1.1 超聲相控陣發(fā)射與接收18-19
• 2.1.2 聚焦掃查方式19-21
• 2.2 超聲相控陣聲束控制21-23
• 2.2.1 聲束偏轉(zhuǎn)21-22
• 2.2.2 聲束聚焦22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 曲面構(gòu)件超聲相控陣檢測(cè)聲場(chǎng)分析24-41
• 3.1 超聲相控陣換能器輻射聲場(chǎng)原理及特征24-25
• 3.2 超聲相控陣換能器指向性25-28
• 3.3 超聲相控陣聲場(chǎng)分析28-33
• 3.3.1 超聲相控陣聲場(chǎng)特性28-30
• 3.3.2 曲界面及耦合情況30-31
• 3.3.3 超聲相控陣聚焦特性31-32
• 3.3.4 陣元激發(fā)脈沖寬度32-33
• 3.4 曲面構(gòu)件聲場(chǎng)仿真33-39
• 3.4.1 超聲有限差分法基礎(chǔ)33-34
• 3.4.2 曲面構(gòu)件延時(shí)計(jì)算34-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 第四章 曲面構(gòu)件超聲相控陣檢測(cè)實(shí)驗(yàn)分析41-50
• 4.1 超聲相控陣檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成41-42
• 4.2 超聲相控陣檢測(cè)參數(shù)對(duì)成像影響實(shí)驗(yàn)42-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 曲面構(gòu)件超聲相控陣檢測(cè)圖像缺陷提取及量化50-64
• 5.1 超聲相控陣檢測(cè)圖像預(yù)處理50-51
• 5.2 超聲相控陣檢測(cè)圖像二值化處理51-53
• 5.2.1 全局閾值法52
• 5.2.2 局部閾值法52-53
• 5.3 算法分析及缺陷提取原理53-58
• 5.3.1 Otsu算法分析53-54
• 5.3.2 迭代法分析54-55
• 5.3.3 Bernsen算法分析55-57
• 5.3.4 迭代法與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)相結(jié)合57-58
• 5.4 缺陷特征參數(shù)提取58-59
• 5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析59-62
• 5.6 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論與展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-72
• 致謝72-73
• 附錄A（攻讀學(xué)位期間取得研究成果）73-74
• 附錄B（攻讀學(xué)位期間參與的課題項(xiàng)目）74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡宏偉;王哲;倪培君;王向紅;;超聲相控陣檢測(cè)成像質(zhì)量影響因素實(shí)驗(yàn)分析[J];兵器材料科學(xué)與工程;2015年02期

2 喻飛;吳文燾;李平;;楔塊中脈沖聲場(chǎng)及相控陣成像自檢研究[J];應(yīng)用聲學(xué);2014年06期

3 李海森;魯東;周天;;基于FPGA的多波束實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法[J];振動(dòng)與沖擊;2014年03期

4 余亮;陳玉華;黃春平;戈軍委;柯黎明;;攪拌摩擦焊焊縫缺陷的超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)[J];焊接學(xué)報(bào);2014年01期

5 郭宏川;;超聲相控陣技術(shù)在小曲率鍛件超聲檢測(cè)上的應(yīng)用[J];石油和化工設(shè)備;2013年12期

6 王平;鄒強(qiáng)鑫;王林泓;王思奇;;一種融合動(dòng)態(tài)孔徑的聚焦延遲參數(shù)壓縮方法[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2013年09期

7 劉松平;劉菲菲;史俊偉;李樂(lè)剛;白金鵬;劉勛豐;;復(fù)合材料沖擊損傷高分辨率超聲成像檢測(cè)與損傷行為分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年22期

8 田云飛;曹宗杰;;紅外檢測(cè)在老齡飛機(jī)蒙皮搭接結(jié)構(gòu)腐蝕檢測(cè)中的應(yīng)用分析[J];飛機(jī)設(shè)計(jì);2013年03期

9 張?jiān)?張洪潮;趙嘉旭;周志民;王金龍;;高端機(jī)械裝備再制造無(wú)損檢測(cè)綜述[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年07期

10 鄭陽(yáng);何存富;吳斌;周進(jìn)節(jié);;采用超聲導(dǎo)波陣列技術(shù)研究板類結(jié)構(gòu)大面積檢測(cè)[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

，

本文編號(hào)：530949