激光超聲檢測技術基于激光的熱彈效應,利用激光器發(fā)射的高能激光脈沖激發(fā)出結構中的超聲波,超聲波可以在結構中傳播并會受到結構中損傷的影響。利用傳感器接收超聲波信號并對信號進行分析處理,可以得到結構中的損傷信息。激光超聲檢測技術具有不需耦合劑、非接觸和適用于曲面等結構檢測的優(yōu)點,具有廣泛的應用前景。但是當前的基于波場重構的激光超聲損傷成像算法依賴于密集的測量點,存在檢測時間長、效率低的問題。針對大尺寸結構的檢測,本文提出了基于激光超聲檢測技術的損傷定位算法和損傷成像算法。本文的主要工作內容包括:首先介紹了激光超聲檢測技術的原理,包括Lamb波的激發(fā)原理和Lamb波在結構中的傳播特性;從硬件部分和軟件部分兩方面介紹了實驗室搭建的激光超聲檢測系統(tǒng);接著介紹了波場重構原理,以及基于波場重構的損傷成像算法,并分析了增大測量點間距對損傷成像效果的影響,說明了基于波場重構的損傷成像算法對密集測量點的依賴性;然后研究了基于S₀模態(tài)異常能量的損傷定位算法,實現(xiàn)了大測量點間距下的損傷定位,并且研究了損傷參數(shù)對損傷定位效果的影響;最后研究了基于入射波異常能量的損傷成像算法,實現(xiàn)了損傷的精確... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

疊加波傳播時的形狀

南京航空航天大學碩士學位論文最高采樣率可達 2.86 MS/s，具有 16 位分辨率，且可以同時輸出 4 路±10V 范圍內壓信號，完全滿足高精度激光掃描的需求。而機箱 PXIe-1082 具有 4 個 PXIe 混合插很好地將數(shù)據(jù)采集卡、模擬信號輸出卡以及系統(tǒng)控制器集成起來，同時其每個插 的專用帶寬完全滿足數(shù)據(jù)采集卡以及模擬信號輸出卡的傳輸速率需求。采用基于的 NI 硬件設備，可以將各設備很好地集成在一個機箱中，具有體積小、集成度高期短、性能可靠等優(yōu)點，為激光超聲檢測系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運行提供了硬件保障。(a) NI PXIe-1082 (b) NI PXIe-8133

(a) 波場圖 (b) 波場能量流圖圖 3. 5 波場圖與波場能量流圖對比3.3.2 基于異常能量的損傷成像算法基于能量流的損傷成像算法可以通過觀察 Lamb 波波場的能量是否連續(xù)來初步估計傷的位置，但是由于損傷造成的能量異常相比于 Lamb 波波場的能量非常微弱，這種方法能辨別損傷的形狀和大小。為了進一步提高損傷成像的分辨率和靈敏度，可以去除健康區(qū)的 Lamb 波能量，而僅提取損傷處的異常能量作為特征值。對于結構中的健康區(qū)域，相鄰測量點(62,60)和(60,60)處的 Lamb 波的能量只存在時間的延時和隨距離的緩慢衰減，體現(xiàn)在 Lamb 波信號上如圖 3.6(a)所示。在結構的損傷處，于反射、透射和衍射等各種現(xiàn)象，Lamb 波能量流動發(fā)生變化，損傷處的 Lamb 波能量會生突變，如圖 3. 6(b)所示，相鄰測量點(102,104)和(100,104)的 Lamb 波信號幅值出現(xiàn)了明差異。因此，可以通過對比相鄰點的 Lamb 波異常能量來進行損傷的識別和成像。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3350056