脈沖渦流檢測頻域特征提取與缺陷表征研究
本文關(guān)鍵詞:脈沖渦流檢測頻域特征提取與缺陷表征研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:脈沖渦流檢測是近年來發(fā)展迅速的一種比較先進(jìn)的無損檢測技術(shù)。由于脈沖激勵頻譜分量豐富,因此相比于傳統(tǒng)的渦流檢測技術(shù),其可以同時(shí)檢測到被測部件中不同深度的缺陷,獲得更多的缺陷信息,在航空航天、核能電力、石油化工等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本文研究脈沖渦流檢測的信號特征提取和缺陷表征方法,以提高脈沖渦流檢測技術(shù)對缺陷的分類識別能力,從而推動脈沖渦流檢測技術(shù)的進(jìn)步。 目前對脈沖渦流檢測缺陷識別的研究主要集中在時(shí)域上,對脈沖渦流豐富的頻域信息的應(yīng)用較少。脈沖激勵信號可以被看作是一組多頻不等幅正弦合成信號,由于趨膚效應(yīng)的存在,高頻成分僅受到上表面缺陷的影響,而低頻成分會同時(shí)受到上、下表面缺陷的影響。本文選取能夠充分表達(dá)缺陷位置、尺寸等信息的頻域特征量,并分析不同缺陷參數(shù)對特征量的影響,進(jìn)而進(jìn)行缺陷的分類識別研究。針對腐蝕缺陷和鉚釘孔邊裂紋缺陷分別提出了頻域缺陷分類識別判據(jù),充分利用了脈沖激勵頻率分量豐富這一特點(diǎn)。該判據(jù)簡單明確,通過提取信號的高、中、低頻特征量,實(shí)現(xiàn)了對航空鋁材上缺陷的位置、大小以及深度這三個主要參數(shù)的分類識別與比較。 相對于實(shí)驗(yàn)研究,仿真研究成本更低,研究更靈活,并且可以有效地避免實(shí)驗(yàn)研究中不確定因素帶來的干擾。本論文首先采用基于電磁場理論編寫的二維軸對稱以及三維有限元仿真程序進(jìn)行數(shù)值模擬,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真模型的正確性。 本研究將進(jìn)一步豐富渦流無損檢測理論,促進(jìn)我國渦流無損檢測技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。成果將可應(yīng)用于檢測飛機(jī)蒙皮或其他部件深處的細(xì)小缺損,對保障飛機(jī)安全,提高飛行可靠性和延長飛機(jī)壽命等方面有重要意義。
【關(guān)鍵詞】:脈沖渦流檢測 頻域分析 特征提取
【學(xué)位授予單位】:廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TG115.28
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- Table of contents9-11
- 第一章 緒論11-27
- 1.1 研究背景及意義11-12
- 1.2 無損檢測技術(shù)概述12-13
- 1.3 渦流無損檢測技術(shù)13-17
- 1.3.1 渦流檢測技術(shù)基本原理13-14
- 1.3.2 渦流檢測技術(shù)的發(fā)展歷程14-16
- 1.3.3 渦流檢測的特點(diǎn)16-17
- 1.4 脈沖渦流檢測技術(shù)17-21
- 1.4.1 脈沖渦流檢測的歷史及發(fā)展18-20
- 1.4.2 脈沖渦流檢測技術(shù)的研究熱點(diǎn)20-21
- 1.5 脈沖渦流檢測信號特征提取的研究現(xiàn)狀21-24
- 1.6 本文主要研究工作24-27
- 第二章 脈沖渦流檢測技術(shù)的理論基礎(chǔ)27-35
- 2.1 脈沖渦流檢測的工作原理27-28
- 2.2 脈沖渦流的趨膚效應(yīng)28-30
- 2.3 渦流場的控制方程及數(shù)學(xué)表述30-35
- 第三章 脈沖渦流檢測的有限元分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證35-53
- 3.1 脈沖渦流響應(yīng)的計(jì)算35-39
- 3.1.1 區(qū)域分解方法35-36
- 3.1.2 瞬時(shí)響應(yīng)的計(jì)算36-39
- 3.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證39-48
- 3.2.1 脈沖渦流檢測系統(tǒng)39-41
- 3.2.2 檢測探頭的設(shè)計(jì)41-42
- 3.2.3 小波去噪42-45
- 3.2.4 有限元模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證45-48
- 3.3 脈沖渦流檢測參數(shù)影響分析48-53
- 3.3.1 探頭有無磁芯的影響49-50
- 3.3.2 激勵脈沖頻率的影響50-51
- 3.3.3 激勵脈沖電流幅值的影響51-53
- 第四章 脈沖渦流檢測頻域特征提取與缺陷表征53-69
- 4.1 腐蝕缺陷的信號特征提取與缺陷表征53-57
- 4.1.1 仿真模型及網(wǎng)格劃分53-54
- 4.1.2 腐蝕信號頻域特征量54-56
- 4.1.3 腐蝕的表征56-57
- 4.2 孔邊裂紋的特征提取與缺陷表征57-69
- 4.2.1 仿真模型及網(wǎng)格劃分57-61
- 4.2.2 孔邊裂紋信號頻域特征量61-64
- 4.2.3 孔邊裂紋的表征64-65
- 4.2.4 簡化的上表面裂紋表征65-69
- 第五章 總結(jié)與展望69-71
- 5.1 本文總結(jié)69
- 5.2 展望69-71
- 參考文獻(xiàn)71-76
- 攻讀碩士期間發(fā)表的論文76-77
- 致謝77
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:270120
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