本文關(guān)鍵詞：復(fù)合材料無損檢測與缺陷評估技術(shù)——慶祝中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)無損檢測分會(huì)成立三十周年，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《上海交通大學(xué)》 2009年

薄膜涂層材料界面缺陷檢測方法研究

徐兵  

【摘要】： 薄膜涂層材料在航空航天,建筑等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,可以增強(qiáng)材料耐腐蝕、防熱、耐氧化、抗磨、耐輻射、高強(qiáng)輕質(zhì)、密封性等性能。為保證薄膜涂層結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性,工程中對涂層材料質(zhì)量的要求也越來越高。由于涂層界面處較易產(chǎn)生孔洞、裂紋、脫粘等缺陷,除了界面強(qiáng)度特性要求必須滿足外,對涂層界面質(zhì)量即有無缺陷的檢測,也是工程應(yīng)用中亟待解決的問題。 利用超聲表面波進(jìn)行涂層材料界面缺陷定征是目前無損檢測領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。利用薄膜涂層的波傳播和響應(yīng)特性,探索一種簡單的界面缺陷探傷方法。利用信號處理技術(shù),采用對界面缺陷敏感的復(fù)合信號參數(shù),而不是直接的物理量,來檢測界面缺陷。 超聲檢測技術(shù)在無損檢測領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,但缺陷的定性識別問題一直未得到徹底解決,這是因?yàn)槿毕莼夭ㄊ且环N典型的瞬態(tài)脈沖信號,而小波變換具有多分辨辨析和時(shí)頻分辨率高的特點(diǎn),特別適用于對瞬態(tài)信號的分析處理。 本論文的研究工作分為三部分:(1)比較目前常用和最新的無損檢測方法,提出采用小波包分析處理響應(yīng)信號。(2)研究能量和缺陷之間的關(guān)系,提出相對能量特征指標(biāo),程序化計(jì)算實(shí)現(xiàn)。(3)通過有限元分析,研究相對能量特征指標(biāo)和涂層厚度,缺陷大小,材料特性之間的關(guān)系,以達(dá)到定量檢測缺陷的位置和大小的目的。 在本論文的第一部分工作中,分析比較各種當(dāng)前無損檢測方法,尤其是超聲表面波檢測的響應(yīng)信號處理方法,小波包分析已經(jīng)在復(fù)合材料缺陷損傷檢測中應(yīng)用,研究了應(yīng)用小波包信號分析方法處理響應(yīng)信號。 在第二部分研究工作中,基于小波包信號處理理論的特點(diǎn),提出小波包相對能量特征指標(biāo)。將結(jié)構(gòu)缺陷和信號能量聯(lián)系起來,驗(yàn)證該指標(biāo)對缺陷的敏感性。 在第三部分研究工作中,通過有限元程序分析得到該相對能量特征指標(biāo)和涂層厚度,缺陷大小,材料性質(zhì)它們之間的關(guān)系,對缺陷位置進(jìn)行定位,為確定裂紋大小提供理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TB304
【目錄】：

摘要4-6

ABSTRACT6-10

第一章 緒論10-17

1.1 概述10-11

1.2 復(fù)合材料超聲表面波無損檢測研究概況11-12

1.3 小波包分析信號處理研究概況12-14

1.4 薄膜涂層材料界面缺陷檢測的研究概況14-15

1.5 本文研究主要內(nèi)容15-17

第二章 小波包分析基本理論17-25

2.1 小波包分析理論概述17-22

2.2 小波包分析基本原理22-25

第三章 小波包相對能量特征基本理論25-30

3.1 小波包相對能量特征理論概述25-27

3.2 小波包相對能量特征基本原理27-30

第四章 基于小波包能量特征的薄膜涂層材料界面缺陷檢測30-42

4.1 薄膜涂層材料中波傳播特性概要30-31

4.2 分析模型及有限元模擬31-34

4.3 模擬結(jié)果及分析34-41

4.4 結(jié)論41-42

第五章 薄膜厚度對含界面缺陷的涂層材料小波包能量特征的影響42-53

5.1 影響信號能量特征指標(biāo)因素42-45

5.2 小波包相對能量特征指標(biāo)提取45-48

5.3 確定裂紋尺寸48-51

5.4 結(jié)論51-53

第六章 結(jié)論與展望53-55

6.1 本文結(jié)論53

6.2 展望53-55

參考文獻(xiàn)55-58

致謝58

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本文編號：109971