本文選題：超聲TOFD + 不銹鋼焊縫　； 參考：《南昌航空大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：奧氏體不銹鋼由于其優(yōu)良的性能因而廣泛應(yīng)用于很多重要的領(lǐng)域,在焊接過程中,由于參數(shù)的波動可能導(dǎo)致各類缺陷:如夾渣、裂紋、氣孔、未焊透等缺陷。為了保障焊接結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性,必須對母材和焊縫進(jìn)行無損檢測評價。超聲檢測具有便攜、無害、操作簡便、檢測能力強(qiáng)等優(yōu)勢廣泛的用于焊縫的無損檢測中。然而,由于受奧氏體不銹鋼焊縫中粗大的柱狀晶的各向異性結(jié)構(gòu)的影響,超聲波在焊縫中傳播會出現(xiàn)劇烈衰減、散射、聲束扭曲,這些不利因素導(dǎo)致檢測信號信噪比低、缺陷特征難于分辨、對缺陷定量定位困難。因此,開發(fā)新型的奧氏體不銹鋼焊縫超聲無損檢測技術(shù)必須受到足夠的重視。超聲TOFD(Time of Flight Diffraction,衍射時差法),是利用缺陷端部產(chǎn)生的衍射波來檢測和評價缺陷的方法,比常規(guī)超聲檢測具有更高的可靠性和測量精度。使用超聲TOFD檢測技術(shù)對奧氏體不銹鋼焊縫進(jìn)行無損檢測,同樣需要面對由焊縫組織結(jié)構(gòu)引起的衰減及噪聲問題。本研究首先分析了缺陷的超聲TOFD檢測信號的特征規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了自適應(yīng)濾波算法對奧氏體不銹鋼焊縫中缺陷的超聲TOFD檢測信號進(jìn)行處理,提高檢測信號的信噪比;最后,基于處理后的信號進(jìn)行超聲TOFD成像,提高超聲TOFD掃查圖像的缺陷分辨率,避免了對缺陷的誤識或漏檢。首先,本研究開展了缺陷的衍射波信號特征的研究。本研究在各種試驗(yàn)條件下提取了多種人工缺陷的超聲TOFD衍射波,并分析試驗(yàn)參數(shù)及缺陷端形狀對衍射波幅值分布特征的影響,試驗(yàn)結(jié)果顯示:不同端部形狀人工缺陷衍射波的幅值分布特征基本相同,探頭布置參數(shù)幾乎對幅值分布沒有影響。此外,通過對不同材料中缺陷端衍射波幅度分布對比可知:信號幅值分布特征不受檢測材料的影響,鋁、鋼中的缺陷端衍射波具有相同的幅度分布。其次,設(shè)計(jì)了自適應(yīng)濾波器并增加了門檻算法實(shí)現(xiàn)了奧氏體不銹鋼超聲TOFD檢測自適應(yīng)濾波。依據(jù)輸出結(jié)果與期望信號的差的平方和定義了門檻值,在兼顧提高衍射波信噪比和保持較小信號失真的條件下獲得了最優(yōu)門檻值。在最優(yōu)門檻值下對超聲TOFD掃描的信號進(jìn)行濾波并成像,結(jié)果顯示濾波后噪聲信號得到了很好的消除,缺陷部分的信噪比更高,能夠更好的識別缺陷,基于濾波信號成像的檢測圖像的質(zhì)量得到了較大提高。最后,優(yōu)化自適應(yīng)濾波參數(shù),獲得最佳的濾波效果。自適應(yīng)濾波器參數(shù)中的步長、期望信號長度、濾波器階數(shù)對濾波效果影響較大。綜合分析自適應(yīng)濾波后的幅值和能量性噪比以及自適應(yīng)濾波后的掃查圖像的分辨率,得到最佳的參數(shù)如下:1)最佳步長參數(shù)選擇為0.4?A(A為輸入信號相關(guān)矩陣的最大特征值的倒數(shù));2)最佳濾波器階數(shù)為7;3)期望信號長度為0.7μs時濾波器的濾波效果最好;4)選擇期望時應(yīng)選擇與超聲TOFD衍射波幅值分布特征值相似度高的信號。本研究對奧氏體不銹鋼焊縫中缺陷的超聲衍射波特征信號進(jìn)行深入研究,設(shè)計(jì)了高效的自適應(yīng)濾波算法對檢測信號進(jìn)行分析濾波,并基于濾波后信號進(jìn)行超聲TOFD成像;研究結(jié)果顯示:盡管缺陷的超聲衍射波受噪聲干擾嚴(yán)重,但其幅度分布特征較為穩(wěn)定;可據(jù)此選取期望信號對檢測信號進(jìn)行自適應(yīng)濾波,通過設(shè)計(jì)合適的自適應(yīng)濾波算法達(dá)到提高檢測信號信噪比的目的。基于濾波后的信號進(jìn)行超聲TOFD成像,結(jié)果顯示:檢測圖像中的噪聲波紋被大大濾除,缺陷圖像特征更為顯著,避免了由噪聲引起的缺陷誤識、誤判、漏檢。結(jié)合先進(jìn)的信號處理與分析技術(shù),超聲TOFD檢測技術(shù)有望用于奧氏體不銹鋼焊縫無損檢測的工程應(yīng)用中。
[Abstract]:In order to guarantee the safety and reliability of the welded structure , the ultrasonic TOFD detection signal of the austenitic stainless steel weld seam can be detected and evaluated . The ultrasonic TOFD technique is used to detect and evaluate the defect of the austenitic stainless steel weld . The results show that the best filter order is 0.4 渭A ( A is the reciprocal of the maximum eigenvalue of the input signal correlation matrix ) , and the best filter order is 7 ; 3 ) The best filter order is 0.7 渭s . The best parameter is as follows : 1 ) The best filter order is 0 . 4 脳 A ( A is the reciprocal of the maximum eigenvalue of the input signal correlation matrix ) .

【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG441.7

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李寧;LMS自適應(yīng)濾波算法的收斂性能研究與應(yīng)用[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

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本文編號：1784643