本文關(guān)鍵詞：復合材料板超聲層析成像研究

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【摘要】：復合材料由于其優(yōu)良的綜合性能,各種材料在性能上互相取長補短,被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。材料破損失效檢測一直是工業(yè)中的必要環(huán)節(jié),對于復合材料來講更是極為重要,超聲無損檢測技術(shù)一直是較為先進的無損檢測技術(shù),具有穿透率強、靈敏度高等優(yōu)點;計算機層析成像技術(shù)是在不損壞物體的條件下,探知物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的幾何形態(tài)與物理參數(shù)(如密度等)的分布。超聲層析成像檢測技術(shù)是超聲無損檢測和層析成像相結(jié)合的一項檢測技術(shù),近年來一直成為無損檢測領(lǐng)域的研究熱點。本文主要研究復合材料板缺陷的超聲層析成像檢測技術(shù),研究內(nèi)容如下:通過查閱資料,了解了蘭姆波分別在各項同性材料和各向異性材料中的傳播特性,并給出了其在兩種不同介質(zhì)中的頻散方程和頻散曲線。為蘭姆波信號的激勵頻率和模態(tài)選擇提供了理論依據(jù)。介紹了計算機層析成像技術(shù)的相關(guān)理論,推導了以中心切片定理為核心的平行束和扇形束濾波反投影算法公式,并分別給出了基于兩種算法的圖像重建步驟,通過對比選取了步驟簡單、計算量小的扇形束濾波反投影算法作為本文圖像重建的算法。以T300/QY8911復合材料單向板為研究對象建立了有限元仿真模型,建立薄板中不同位置的圓形缺陷,通過仿真模擬蘭姆波扇束掃描過程并提取蘭姆波在不同模型中的走時數(shù)據(jù)。將走時數(shù)據(jù)代入卷積濾波反投影算法重建缺陷圖像,從重建圖像中可以識別出缺陷的基本信息,但是復合材料的各向異性特性給圖像重建過程帶來了許多偽影,提出了一種以無缺陷走時為基準的走時修正方法,修正后的走時再次重建圖像,質(zhì)量有所提高。最后搭建實驗平臺,通過實驗方法進行蘭姆波扇束投影,提取蘭姆波走時并進行走時修正和反投影成像,走時修正后的重建圖像中缺陷的偏離誤差減小,缺陷更加清晰。由此證明了該走時修正方法能夠有效的解決由于材料各向異性帶來的圖像質(zhì)量下降問題,超聲層析成像技術(shù)能夠檢測出復合材料板中不同位置上的缺陷。為該技術(shù)應(yīng)用于工程實踐中奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：復合材料板 無損檢測 超聲層析成像 走時修正
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB33;TB559
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題研究的背景及意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 復合材料無損檢測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 超聲層析成像無損檢測技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排11-14
• 第二章 超聲波在復合材料板中的傳播特性14-26
• 2.1 板波概述14
• 2.2 蘭姆波在各項同性介質(zhì)中的傳播特性14-20
• 2.2.1 彈性理論14-15
• 2.2.2 蘭姆波在各項同性介質(zhì)中傳播的波動方程15-20
• 2.3 蘭姆波在各項異性介質(zhì)中的傳播特性20-24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第三章 計算機層析成像技術(shù)的基本理論26-36
• 3.1 計算機層析成像技術(shù)概述26
• 3.2 斷層成像的原理26-28
• 3.2.1 投影與反投影的基本原理26-27
• 3.2.2 投影與反投影的數(shù)學表達式27-28
• 3.3 濾波反投影圖像重建算法28-35
• 3.3.1 中心切片定理28-30
• 3.3.2 平行束濾波反投影算法30-31
• 3.3.3 扇形束卷積濾波反投影算法31-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 復合材料板超聲層析成像缺陷檢測的有限元仿真36-56
• 4.1 復合材料板超聲層析成像有限元仿真36-45
• 4.1.1 單元類型選取36-37
• 4.1.2 復合材料板三維仿真模型建立37-39
• 4.1.3 超聲激勵信號的產(chǎn)生和加載39-42
• 4.1.4 網(wǎng)格劃分與分析求解42-44
• 4.1.5 后處理與結(jié)果分析44-45
• 4.2 蘭姆波走時信號提取與圖像重建45-54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 第五章 復合材料板超聲層析成像缺陷檢測實驗研究56-71
• 5.1 實驗系統(tǒng)設(shè)計56-60
• 5.2 實驗操作流程60-61
• 5.3 實驗數(shù)據(jù)分析與處理61-65
• 5.4 圖像重建及結(jié)果分析65-69
• 5.5 本章小結(jié)69-71
• 第六章 結(jié)論與展望71-74
• 6.1 全文總結(jié)71-72
• 6.2 后續(xù)工作展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-79
• 攻讀碩士期間取得的研究成果79-80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 駱巖紅;;CT圖像重建濾波反投影算法中指數(shù)濾波器的研究[J];計算機科學;2014年S1期

2 鄭潔;姚磊江;程起有;李斌;陳劉定;;復合材料損傷的聲發(fā)射試驗研究[J];機械科學與技術(shù);2010年11期

3 魏儒義;周錦松;景娟娟;王新全;高曉惠;王樂;;計算層析成像光譜技術(shù)研究進展[J];光譜學與光譜分析;2010年10期

4 邱雷;袁慎芳;張逍越;王強;張炳良;楊偉偉;;基于Shannon復數(shù)小波的復合材料結(jié)構(gòu)時間反轉(zhuǎn)聚焦多損傷成像方法[J];復合材料學報;2010年02期

5 王強;袁慎芳;;主動Lamb波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中信號增強與損傷成像方法[J];航空學報;2008年04期

6 李俊杰;韓焱;王黎明;;復合材料X射線檢測方法研究[J];彈箭與制導學報;2008年02期

7 王小永;劉志棟;蔡平安;石小強;;纖維增強復合材料中缺陷的紅外熱波成像無損檢測技術(shù)[J];無損探傷;2007年03期

8 王杜;鄭祥明;唐正連;張春;張詩昌;陳貽宏;;蘭姆波在薄鋼板無損檢測中的應(yīng)用研究[J];無損檢測;2007年04期

9 杜善義;;先進復合材料與航空航天[J];復合材料學報;2007年01期

10 付剛強,張慶榮,耿榮生,張堅;激光電子剪切散斑干涉成像技術(shù)在復合材料檢測中的應(yīng)用[J];無損檢測;2005年09期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉繼忠;CFRP孔隙率超聲無損檢測研究與系統(tǒng)實現(xiàn)[D];浙江大學;2005年

2 劉超;超聲層析成像的理論與實現(xiàn)[D];浙江大學;2003年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 馬豪;基于扇束的蘭姆波層析成像的研究[D];電子科技大學;2015年

2 徐營贊;基于單模態(tài)的超聲Lamb波技術(shù)在復合材料層合板中的健康檢測研究[D];北京工業(yè)大學;2014年

3 董彥磊;Lamb波在板中缺陷檢測的有限元模擬和實驗研究[D];電子科技大學;2013年

4 余鋒祥;基于超聲導波技術(shù)的復合材料板無損檢測研究[D];北京工業(yè)大學;2012年

5 曹正敏;蘭姆波檢測技術(shù)及HHT時頻分析方法研究[D];大連理工大學;2008年

6 范慧峗;CT圖像濾波反投影重建算法的研究[D];西北工業(yè)大學;2007年

7 孟祥鑫;扇束卷積反投影算法的優(yōu)化[D];吉林大學;2004年

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本文編號：761513