近十年左右,我國高鐵技術得到了突飛猛進的發(fā)展,已經發(fā)展成為國家層面的戰(zhàn)略。高鐵車輪是高鐵車輛與鋼軌接觸的唯一運動部件,工作在非常復雜的應力狀態(tài)下,導致疲勞條件下微小的缺陷也很容易出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象,加快擴散速度,有可能導致疲勞裂紋等故障。因此,對高鐵車輪作定期的無損檢測對保障行車安全和人們的生命財產安全意義重大。電磁層析成像（electromagnetictomography,EMT）技術具有非接觸、非侵入、無輻射、低成本、快速成像等特性,并且具有對導電和導磁材料同時敏感的測量優(yōu)勢。本文探索了一種新穎的高鐵車輪缺陷檢測方法,研究了將電磁層析成像技術應用在高鐵車輪探傷中的可行性和有效性。本文的主要研究內容如下:（1）研究了 EMT的正問題和逆問題以及靈敏度矩陣求解的三種方法,并研究了 EMT探傷傳感器的理論和數(shù)值分析方法,重點研究了有限元方法及其在EMT求解中的應用。（2）提出了一種L1-Lp圖像重建算法,該算法構造了新的目標泛函,該目標泛函利用L1范數(shù)作為數(shù)據項,Lp范數(shù)作為正則化項,將EMT逆問題轉換成最優(yōu)化問題,改善了圖像重建算法對數(shù)據誤差的敏感性,仿真和實驗結果表明了該算法的有效性... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：177 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

車輪輪輛掉塊

Radon變主

八工―：？丨柳，＿０?（１－２）??Ｒａｄｏｎ逆變換如式（１－２）所示，式中；？／（／，勿是／？／（／，勿相對于／的一階偏導數(shù)，解??決的是過程層析成像的逆問題，如圖１－３所示。??典型的ＰＴ系統(tǒng)包括傳感器陣列、數(shù)據采集系統(tǒng)和圖像重建計算機三部分，如??圖１－４所示：??—讓??１?靈酬號闕Ｍ???＾?＝?圖像重建計算機??傳感器陣列??圖１－４典型ＰＴ系統(tǒng)構成??Ｆｉｇ．?１－４?Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ?ｓｙｓｔｅｍ??如圖１－４所示，傳感器陣列是根據物理學上的聲、光、電、磁、熱等敏感原理，??由特殊材料設計而成的傳感器空間陣列，主要用來從各個角度掃略被測物場，獲得??用于圖像重建的獨立投影數(shù)據，它位于整個系統(tǒng)最前端，直接決定了過程層析成像??系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。數(shù)據采集系統(tǒng)主要包括信號發(fā)生模塊、功率放大模塊、通道切換??模塊、可編程放大模塊、濾波模塊、數(shù)據解調模塊等，通過各個模塊的協(xié)調工作，??完成了激勵信號的調理、通道切換以及回采信號的調理等工作，并把最終解調得到??的測量信號傳遞給圖像重建計算機。數(shù)據采集系統(tǒng)需要具有較高的信噪比、較高穩(wěn)??定性以及實時性能好等優(yōu)點。圖像重建計算機主要完成以下功能：發(fā)送控制信號來??控制整個系統(tǒng)運行、接收測量數(shù)據以及利用合適的迭代或非迭代圖像重建算法重??建出被測物體的二維或三維分布并進行可視化顯示。整個ＰＴ系統(tǒng)的工作原理如下：??利用特殊制作的傳感器形成敏感場空間，對實際工業(yè)過程進行全方位掃略，盡可能??多的獲取獨立投影數(shù)據


本文編號：3413143