本文關(guān)鍵詞：焊縫晶粒度的超聲散射檢測方法研究

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【摘要】：焊縫晶粒度對工件的力學(xué)性能有直接影響,研究壓力容器的焊縫晶粒度對安全生產(chǎn)有重要意義。目前主要通過金相法測量焊縫晶粒度,但金相法存在需制備試件,檢測周期長,無法在線檢測,檢測具有破壞性等問題。為解決上述問題,論文引入超聲單次散射響應(yīng)模型(SSR),提出基于超聲圖像分割的超聲散射檢測方法,通過超聲信號分析與處理對焊縫晶粒度進(jìn)行評價。本文主要完成的工作如下:1.建立了聚焦探頭聲場分布模型,此模型是通過高斯聲束模型的維格納變換獲得。通過仿真與實驗對比,此模型與實際相符,為后續(xù)超聲回波響應(yīng)函數(shù)的研究提供理論基礎(chǔ)。2.引入單次散射模型(SSR)和模型計算方法。分析了焊縫的微觀組織性能,依據(jù)焊縫不同區(qū)域晶粒度不同,提出了基于超聲圖像分割的焊縫晶粒度超聲散射檢測方法。3.超聲晶粒度檢測對探頭位姿要求相比定性檢測缺陷更苛刻,論文提出了超聲檢測探頭位姿控制算法,將并聯(lián)機器人的并聯(lián)控制思想引入到超聲檢測過程中,并進(jìn)行了位姿控制仿真。為超聲晶粒度檢測精確度提供硬件保障,同時為超聲檢測設(shè)備向自動化、智能化方向發(fā)展提供一種控制算法。4.引入短時傅里葉變換對超聲信號進(jìn)行分析,根據(jù)分析結(jié)果,再對超聲信號進(jìn)行濾波處理,能夠更加精確地提取超聲信號攜帶的信息。5.通過超聲散射檢測晶粒度實驗驗證了基于超聲圖像分割的超聲散射晶粒度檢測方法的可行性和可操作性。同時驗證了短時傅里葉變換能夠有效分析超聲信號中頻率與時間的聯(lián)系,從全時域或全頻域分析轉(zhuǎn)向時-頻分析。
【關(guān)鍵詞】：超聲散射 焊縫晶粒度 聲場分布 短時傅里葉變換 圖像分割
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG441.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 超聲檢測晶粒度的主要方法對比10-13
• 1.2.1 超聲速度法10-11
• 1.2.2 超聲衰減法11-12
• 1.2.3 相對衰減法12
• 1.2.4 背向散射法12-13
• 1.3 國外研究現(xiàn)狀13
• 1.4 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.5 超聲晶粒度檢測存在的問題15
• 1.6 主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 超聲探頭聲場分布模型17-29
• 2.1 超聲聲場建模的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)17-22
• 2.1.1 格林方程17-19
• 2.1.2 高斯波束19-20
• 2.1.3 維格納變換20-22
• 2.2 超聲探頭高斯聲束的維格納變換22-24
• 2.3 超聲探頭的聲場仿真24-25
• 2.4 超聲探頭的聲場測量實驗25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第3章 焊縫晶粒度的超聲散射檢測方法29-39
• 3.1 單晶材料晶粒度檢測的超聲散射模型29-33
• 3.2 單晶材料晶粒度的超聲檢測步驟33
• 3.3 焊接接頭組織性能分析33-36
• 3.3.1 焊縫金屬的顯微組織與性能分析34-35
• 3.3.2 焊接熱影響區(qū)的顯微組織與性能分析35-36
• 3.4 焊縫晶粒度超聲檢測步驟36-37
• 3.5 超聲C圖像的圖像分割算法37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第4章 焊縫晶粒度的超聲檢測探頭位姿分析39-45
• 4.1 超聲檢測探頭位姿控制需求分析39-40
• 4.2 超聲檢測探頭位姿分析40-43
• 4.2.1 超聲檢測探頭位姿控制數(shù)學(xué)建模41-42
• 4.2.2 超聲探頭位姿控制算法42-43
• 4.3 超聲探頭位姿控制仿真分析43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 焊縫晶粒度檢測的超聲信號分析與處理45-67
• 5.1 超聲信號的短時傅里葉變換45-49
• 5.1.1 短時傅里葉變換在超聲信號分析中的應(yīng)用46-47
• 5.1.2 超聲信號分析的窗函數(shù)選擇47-49
• 5.2 超聲信號的軟件數(shù)字濾波設(shè)計49-52
• 5.3 焊縫晶粒度的超聲散射檢測方法實驗驗證52-65
• 5.3.1 焊縫晶粒度的超聲散射檢測實驗裝置52-53
• 5.3.2 超聲散射檢測探頭的參數(shù)選擇53-54
• 5.3.3 超聲散射檢測探頭的增益修正54-55
• 5.3.4 超聲掃查參數(shù)設(shè)置55-59
• 5.3.5 超聲A型波信號處理59-62
• 5.3.6 超聲A波同超聲C圖像的轉(zhuǎn)換62-63
• 5.3.7 超聲C圖像的圖像分割63
• 5.3.8 焊縫晶粒度的評價63-65
• 5.4 本章小結(jié)65-67
• 第6章 結(jié)論與展望67-69
• 6.1 結(jié)論67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-74
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項目和成果74

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 沈偉;吳瑞明;劉云峰;;超聲檢測并聯(lián)機器人位姿分析研究[J];機電工程;2015年06期

2 涂春磊;徐志農(nóng);楊辰龍;張余斌;;曲面工件超聲檢測機器人誤差補償分析[J];輕工機械;2011年05期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張楊;基于聲束分析的超聲檢測中幾個關(guān)鍵問題的研究[D];浙江大學(xué);2012年

2 李釗;碳纖維復(fù)合材料孔隙率超聲檢測與評價技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2014年

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本文編號：974005