焊接結構在生產(chǎn)和服役過程中由于工藝偏差、腐蝕、疲勞載荷等原因易產(chǎn)生焊接缺陷,影響其服役可靠性。精確測量缺陷的位置和尺寸等信息是對焊接結構進行可靠性評價和剩余壽命預測的前提,因此具有高時間分辨率和信噪比的編碼激勵超聲檢測方法在焊縫檢測中有很好的應用前景。編碼激勵方法不但能夠解決在常規(guī)超聲激勵檢測中檢測距離與時間分辨率間的矛盾,還可以提高缺陷位置及尺寸的測量精度。但是激勵信號的調頻寬度、檢測信號的旁瓣峰值水平及探頭的頻譜響應等在一定程度上限制了編碼激勵方法的適用性和可靠性。因此還需要深入研究激勵參數(shù)對檢測結果的影響規(guī)律、降低編碼激勵方法對探頭頻率和帶寬的要求及在高衰減、強噪聲檢測條件下的適用性等方面的問題。針對上述問題,通過數(shù)字編碼的方法,設計了頻率、相位、幅度復合調制的編碼信號——基于布萊克曼窗函數(shù)幅度加權的線性調頻調制的二相Barker碼信號,并將該信號作為超聲檢測的激勵信號。開發(fā)了基于K空間偽譜法的仿真程序,分析所提出的復合編碼激勵方法在超聲檢測中應用的可行性。通過數(shù)值仿真的方法模擬了編碼信號與探頭間的相互作用及超聲波在試件中的傳播與衰減;設計并開發(fā)了能夠激勵任意編碼信號及對接收信號... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 提高超聲檢測時間分辨率與信噪比的方法
        1.2.1 提高超聲檢測信噪比的研究
        1.2.2 提高超聲檢測時間分辨率的研究
    1.3 編碼激勵超聲檢測的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 編碼激勵超聲檢測技術概述
        1.3.2 編碼激勵超聲檢測技術的研究進展
    1.4 目前存在的問題和不足
    1.5 課題的主要研究內(nèi)容
第2章 超聲檢測信號的評價方法及實驗系統(tǒng)的搭建
    2.1 引言
    2.2 超聲檢測信號的評價方法
        2.2.1 脈沖壓縮算法
        2.2.2 檢測信號的評價方法
    2.3 基于編碼激勵的超聲檢測成像系統(tǒng)
    2.4 探頭選用與試件制備
        2.4.1 探頭的選用
        2.4.2 母材試件的制備
        2.4.3 焊縫試件的制備
    2.5 本章小結
第3章 復合編碼激勵信號的設計與仿真
    3.1 引言
    3.2 仿真原理及模型
    3.3 激勵信號的設計與評價
        3.3.1 信號設計
        3.3.2 編碼激勵超聲檢測仿真分析與評價
    3.4 激勵參數(shù)對檢測信號影響的仿真分析
        3.4.1 理想情況的仿真分析
        3.4.2 非理想情況下的仿真分析
    3.5 復合編碼激勵在超聲脈沖回波檢測中的仿真分析
    3.6 本章小結
第4章 復合編碼激勵超聲檢測的實驗研究
    4.1 引言
    4.2 實驗方法及設置
        4.2.1 穿透檢測
        4.2.2 脈沖回波檢測
        4.2.3 TOFD檢測
    4.3 激勵參數(shù)對檢測信號影響的實驗研究
        4.3.1 穿透檢測
        4.3.2 脈沖回波檢測
        4.3.3 激勵信號調頻寬度的影響
        4.3.4 激勵信號參數(shù)的選擇
    4.4 不同中心頻率探頭激勵的適用性研究
    4.5 缺陷位置及尺寸的測量
        4.5.1 脈沖回波檢測
        4.5.2 TOFD檢測
    4.6 本章小結
第5章 復合編碼激勵超聲檢測方法的旁瓣抑制
    5.1 引言
    5.2 復合編碼信號脈沖壓縮輸出結果旁瓣水平分析
    5.3 基于脈沖壓縮算法優(yōu)化的旁瓣抑制方法
        5.3.1 脈沖壓縮算法的優(yōu)化
        5.3.2 仿真分析與實驗驗證
    5.4 基于激勵信號編碼序列優(yōu)化的旁瓣抑制方法
        5.4.1 二元互補序列
        5.4.2 編碼序列的選擇
        5.4.3 仿真分析與實驗驗證
    5.5 本章小結
第6章 焊縫缺陷的復合編碼激勵超聲檢測成像研究
    6.1 引言
    6.2 碳鋼焊縫的成像檢測
        6.2.1 人工缺陷
        6.2.2 自然缺陷
    6.3 奧氏體不銹鋼焊縫的成像檢測
        6.3.1 脈沖回波檢測
        6.3.2 TOFD成像檢測
    6.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]針對金屬表面缺陷深度的激光超聲檢測研究[J]. 李巧霞,李海洋,王召巴,白樺.  測試技術學報. 2018(01)
[2]先進超聲檢測技術的研究應用進展[J]. 周正干,孫廣開.  機械工程學報. 2017(22)
[3]激光超聲技術在復合材料檢測中的應用[J]. 季宏麗,張超,裘進浩.  航空制造技術. 2017(15)
[4]果蠅優(yōu)化小波閾值超聲檢測信號去噪[J]. 李大中,趙杰,孫立江,張坤.  中國測試. 2016(07)
[5]厚壁粗晶鑄造奧氏體不銹鋼相位相干成像模擬[J]. 陳堯,羅忠兵,金士杰,張東輝,郭彥輝,房云龍,楊會敏,林莉.  無損探傷. 2016(03)
[6]空氣耦合超聲信號的小波閾值濾噪試驗研究[J]. 劉奎,張冬梅,于光,劉衛(wèi)平,周正干,馬保全.  機械工程學報. 2015(20)
[7]基于脈沖壓縮技術的相鄰缺陷識別方法研究[J]. 焦敬品,馬婷,劉德宇,吳斌,何存富.  儀器儀表學報. 2014(07)
[8]氨制冷壓力管道焊接接頭質量檢測及分析[J]. 蔣紅輝.  壓力容器. 2014(05)
[9]相敏檢波在空氣耦合超聲檢測中的應用[J]. 魏東,周正干.  中國機械工程. 2012(17)
[10]線性調頻脈沖壓縮方法在空氣耦合超聲檢測中的應用研究[J]. 周正干,魏東,向上.  機械工程學報. 2010(18)

博士論文
[1]超聲調頻激勵方法及奧氏體不銹鋼焊縫缺陷檢測研究[D]. 叢森.哈爾濱工業(yè)大學 2015



本文編號：3198511