發(fā)布時(shí)間：2020-12-27 01:44

　　鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最多的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料,因其具備密度低、強(qiáng)度高以及抗腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于航空航天、海洋工程、石油化工以及汽車制造等領(lǐng)域中。在鋁合金的冶煉和深加工過程中,因生產(chǎn)環(huán)境、工藝因素以及原始坯料質(zhì)量好壞等問題使得構(gòu)件中不可避免地產(chǎn)生各種缺陷,進(jìn)而對服役結(jié)構(gòu)帶來重大的安全隱患。然而,目前對鋁合金構(gòu)件缺陷檢測的方法中,缺陷檢測的準(zhǔn)確性、檢測效率以及缺陷量化的精度均有待進(jìn)一步提高。基于電磁感應(yīng)原理的電渦流檢測技術(shù)因具備準(zhǔn)確、高效和便捷等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于金屬構(gòu)件的無損檢測中。在分析了國內(nèi)外電渦流無損檢測研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,本文開展了鋁合金構(gòu)件缺陷電渦流檢測和定量化評估的方法研究,主要的研究工作如下:（1）針對鋁合金構(gòu)件缺陷電渦流檢測的復(fù)雜性,構(gòu)建了電渦流檢測的仿真分析模型,并在仿真模型的基礎(chǔ)上分析了電渦流檢測中掃描探頭選型、線圈的外徑參數(shù)、激勵(lì)頻率和繞制線圈線徑的大小等參數(shù)對鋁合金構(gòu)件缺陷檢測的影響。通過仿真分析,可為實(shí)際電渦流檢測系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置提供指導(dǎo),從而提高對鋁合金構(gòu)件缺陷檢測的準(zhǔn)確性以及缺陷邊緣識(shí)別的精度。（2）針對鋁合金構(gòu)件缺陷電渦流檢測過程中的噪聲干擾問題,提... 

【文章來源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

超聲檢測原理圖

利用射線對待測試件進(jìn)行照射,并在試件的另一側(cè)檢測出穿透試件后的射線信息,根據(jù)檢測到的射線信息即可分析出試件內(nèi)部的缺陷信息[29],其檢測原理如圖1.2所示。根據(jù)檢測射線的不同,分為射線、射線、射線和射線等,根據(jù)檢測類型的不同分為照相檢測、層析檢測、實(shí)時(shí)成像檢測。在采用射線檢測技術(shù)對鋁合金缺陷進(jìn)行檢測中,張曉光等人采用了基于分水嶺變換和Beamlet變換的方法實(shí)現(xiàn)了對射線圖像中缺陷區(qū)域進(jìn)行特征提取,能夠準(zhǔn)確檢測出鋁合金中存在的缺陷及缺陷邊界信息[30]。針對鋁合金缺陷射線檢測圖像對比度不夠、邊緣模糊以及背景起伏較大等問題,楊勇等人采用了背景相減和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)算法對圖像中的缺陷信息進(jìn)行有效提取,并根據(jù)提取的缺陷特征實(shí)現(xiàn)了對缺陷的準(zhǔn)確分類[31]。同樣,針對在強(qiáng)噪聲、低對比度和復(fù)雜背景影響下的射線圖像缺陷檢測問題,李雪琴等人提出了結(jié)合離散Curvelet變換和循環(huán)平移的方法先對圖像進(jìn)行去噪處理,而后采用Fourier方法對檢測圖像的灰度曲線進(jìn)行擬合,最后通過與原圖像的灰度值差異對比實(shí)現(xiàn)了對缺陷區(qū)域的分隔[32]。針對鋁合金雙面焊焊縫的缺陷檢測問題,邵家鑫等人采用了分別處理焊縫重疊邊緣區(qū)與非邊緣區(qū)、細(xì)長與非細(xì)長缺陷的思路,最終實(shí)現(xiàn)對焊縫重疊區(qū)域缺陷的準(zhǔn)確檢測[33]。Shao J X等人采用低閾值的缺陷分隔算法對射線檢測圖像中所有潛在的缺陷進(jìn)行分隔,并用改進(jìn)的霍夫變換剔除了圖像中的偽缺陷,實(shí)現(xiàn)了較為準(zhǔn)確的鋁合金缺陷檢測[34]。Zhang J S等人提出了一種結(jié)合自適應(yīng)閾值分割算法和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)重建的方法,實(shí)現(xiàn)了對鋁合金構(gòu)件中氣孔和縮孔缺陷的檢測,并對缺陷進(jìn)行了準(zhǔn)確的分類[35]。針對射線檢測中圖像可視性受到限制的問題,Kim K S等人提出了一種基于簡單射線散射模型的圖像復(fù)原方法,利用暗通道先驗(yàn)估計(jì)單個(gè)射線圖像的散射射線強(qiáng)度和給定目標(biāo)的直接投射函數(shù),并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性,提高了射線檢測對鋁合金缺陷檢測的可視性[36]。

紅外熱成像檢測首先通過熱源對待檢測試件進(jìn)行加熱,而后采用紅外熱像儀對試件的熱響應(yīng)進(jìn)行熱成像從而分析其缺陷信息,其檢測原理如圖1.3所示[37]。熱源可以是通以交流電的線圈(電渦流熱成像)、大功率閃光燈或激光等。在采用熱成像對鋁合金進(jìn)行缺陷檢測中,李萌等人采用熱成像技術(shù)對鋁合金制的鉚接結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞測試,并與傳統(tǒng)的階梯法檢測結(jié)果進(jìn)行了對比,表明了紅外熱成像檢測技術(shù)可用于鋁合金鉚接結(jié)構(gòu)疲勞極限的快速檢測上[38]。李旭東等人研究了采用紅外熱成像檢測技術(shù)進(jìn)行鋁合金結(jié)構(gòu)件應(yīng)力測量時(shí)加載頻率對測量結(jié)果的影響,并成功將熱成像技術(shù)應(yīng)用于鋁合金鉚接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布研究中[39]。儀向向等人基于仿真分析模型研究了鋁合金板表面裂紋缺陷與檢測熱圖像的關(guān)系,并給出了表面缺陷深度信息定量化評估的方法[40]。楊澤明等人研究了鋁合金薄板中不同走向缺陷的問題,結(jié)果表明熱成像檢測技術(shù)能夠有效地檢測出薄板中不同走向的缺陷,且最大溫差隨缺陷角度的增大而增加[41]。Duan Y X等人采用熱成像檢測技術(shù)對鋁板進(jìn)行了缺陷檢測和定量化評估分析,通過分析得出,概率檢測分析方法對更加微小和深層的亞表面缺陷有更高的檢測準(zhǔn)確性[42]。Xu C H等人采用脈沖熱成像對金屬構(gòu)件的亞表面腐蝕缺陷進(jìn)行成像檢測,通過結(jié)合主成分分析算法對采集到的原始熱圖像進(jìn)行特征提取分析,能夠有效和便捷地對腐蝕面的裂紋缺陷進(jìn)行檢測[43]。針對如何提高鋁合金板缺陷熱成像檢測準(zhǔn)確性問題,Accardi E D’等人分別從相位法、斜率分析、相關(guān)系數(shù)、熱信號(hào)重建以及主成分熱圖像多個(gè)算法對不同缺陷尺寸和深度檢測進(jìn)行了分析[44]。Montinaro N等人針對多層鋁合金板復(fù)合結(jié)構(gòu)中層間脫粘的問題,采用了有源紅外熱成像檢測方法對熱場進(jìn)行測量,通過分析監(jiān)測區(qū)域內(nèi)溫度標(biāo)準(zhǔn)偏差的變化來檢測層間脫粘缺陷的位置、尺寸以及缺陷的形狀信息[45]。Qiu J X提出了一種利用多幅無背景圖像進(jìn)行熱圖像處理的方法,以提高最后一幅熱圖像的裂紋檢測能力,并成功檢測出了金屬試件中不同類型的裂紋[46]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片缺陷的電磁檢測技術(shù)研究[D]. 于霞.北京理工大學(xué) 2014
[4]電磁層析成像與檢測技術(shù)逆問題的研究[D]. 郝建娜.天津大學(xué) 2013
[5]電磁無損檢測缺陷識(shí)別與評估新方法研究[D]. 何赟澤.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[6]渦流陣列無損檢測中裂紋參數(shù)估計(jì)和成像方法研究[D]. 劉波.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[7]多頻渦流無損檢測的干擾抑制和缺陷檢測方法研究[D]. 高軍哲.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[8]多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)深層缺陷電渦流檢測和定量化評估研究[D]. 葉波.浙江大學(xué) 2009



本文編號(hào)：2940856