近十年左右,我國高鐵技術(shù)得到了突飛猛進的發(fā)展,已經(jīng)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(chǎn)安全意義重大。電磁層析成像（electromagnetictomography,EMT）技術(shù)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(shù)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(nèi)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(gòu)造了新的目標泛函,該目標泛函利用L1范數(shù)作為數(shù)據(jù)項,Lp范數(shù)作為正則化項,將EMT逆問題轉(zhuǎn)換成最優(yōu)化問題,改善了圖像重建算法對數(shù)據(jù)誤差的敏感性,仿真和實驗結(jié)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(jù)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(gòu)成??Ｆｉｇ．?１－４?Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ?ｓｙｓｔｅｍ??如圖１－４所示，傳感器陣列是根據(jù)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(jù)，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(jù)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(jù)解調(diào)模塊等，通過各個模塊的協(xié)調(diào)工作，??完成了激勵信號的調(diào)理、通道切換以及回采信號的調(diào)理等工作，并把最終解調(diào)得到??的測量信號傳遞給圖像重建計算機。數(shù)據(jù)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(jù)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(jù)


本文編號：3413143