本文關(guān)鍵詞：基于聚焦時(shí)反的鋼板Lamb波成像檢測(cè)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋼板被廣泛用于軍事、航空航天、汽車(chē)、化工等諸多領(lǐng)域,由于其在制造和使用過(guò)程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)腐蝕、裂紋等缺陷,因此其生產(chǎn)質(zhì)量和使用壽命對(duì)相關(guān)設(shè)備安全運(yùn)行具有重要影響。本文針對(duì)大面積鋼板檢測(cè)可視化的實(shí)際需要,基于時(shí)間反轉(zhuǎn)成像原理,利用超聲波相控陣合成孔徑聚焦技術(shù),研究了一種基于聚焦時(shí)反的鋼板Lamb波超聲成像檢測(cè)方法。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)MATLAB信號(hào)處理和COMSOL有限元仿真,實(shí)現(xiàn)了鋼板缺陷的二維成像,為金屬板材缺陷的可視化檢測(cè)提供了一種新方法。論文主要研究工作包括:(1)介紹了超聲檢測(cè)理論、超聲相控陣檢測(cè)理論以及時(shí)間反轉(zhuǎn)理論,研究了一種新的基于線性陣列聚焦-時(shí)間反轉(zhuǎn)(Linear Array Focusing Time Reversal,簡(jiǎn)寫(xiě)為L(zhǎng)AFTR)的超聲成像檢測(cè)方法,推導(dǎo)了其理論模型,并給出了其在鋼板探傷中的方法步驟。(2)基于LAFTR超聲成像檢測(cè)方法,利用MATLAB對(duì)線性陣列的激勵(lì)源、聚焦模式、參與聚焦的陣元數(shù)以及聚焦間距等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件,選擇最優(yōu)陣列參數(shù),并利用COMSOL軟件對(duì)聚焦效果和成像質(zhì)量的影響因素進(jìn)行仿真計(jì)算,同時(shí)通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。(3)研究了缺陷回波信號(hào)的小波去噪、時(shí)間反轉(zhuǎn)等信號(hào)處理方法,針對(duì)單一缺陷、非中心缺陷和雙缺陷等不同缺陷形態(tài),采用LAFTR超聲檢測(cè)系統(tǒng),分別進(jìn)行了鋼板缺陷的成像質(zhì)量分析。結(jié)果表明,該成像系統(tǒng)的橫向分辨率為10mm,縱向分辨率可依據(jù)不同的激勵(lì)持續(xù)時(shí)間以及聲速來(lái)確定。
【關(guān)鍵詞】：時(shí)間反轉(zhuǎn)成像 線性陣列 Lamb波檢測(cè) 聚焦偏轉(zhuǎn)技術(shù) 無(wú)損檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-14
• 1.1 課題來(lái)源8
• 1.2 立題背景和意義8-9
• 1.3 研究歷史和現(xiàn)狀9-13
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)外對(duì)超聲相控陣成像的研究歷史9-10
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外對(duì)超聲相控陣成像的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.3 國(guó)內(nèi)外對(duì)時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡成像的研究起源11-12
• 1.3.4 時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)在超聲成像領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文的主要工作13-14
• 第2章 聚焦時(shí)反超聲檢測(cè)基礎(chǔ)理論14-33
• 2.1 超聲相控陣檢測(cè)理論14-21
• 2.1.1 Lamb波檢測(cè)（惠更斯原理）14-16
• 2.1.2 超聲聲場(chǎng)特性16-17
• 2.1.3 相控陣傳感器17-19
• 2.1.4 相控陣聚焦偏轉(zhuǎn)理論19-21
• 2.2 時(shí)間反轉(zhuǎn)成像理論21-23
• 2.3 基于聚焦技術(shù)的時(shí)反理論23-32
• 2.3.1 相控陣聚焦技術(shù)仿真分析24-26
• 2.3.2 LAFTR技術(shù)理論推導(dǎo)26-30
• 2.3.3 LAFTR超聲檢測(cè)成像方法探傷步驟30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 基于LAFTR技術(shù)的成像模型33-54
• 3.1 有限元方法33-38
• 3.1.1 基本方程33-35
• 3.1.2 邊界條件35-36
• 3.1.3 指向性函數(shù)36-38
• 3.2 LAFTR模型參數(shù)優(yōu)化38-51
• 3.2.1 激勵(lì)源38-41
• 3.2.2 仿真邊界條件41-42
• 3.2.3 聚焦模式42-44
• 3.2.4 聚焦陣元44-49
• 3.2.5 陣元間距49-51
• 3.3 LAFTR模型51-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第4章 LAFTR數(shù)據(jù)處理及成像54-68
• 4.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理54-62
• 4.1.1 短時(shí)傅里葉變換54-57
• 4.1.2 小波變換濾波57-62
• 4.2 數(shù)據(jù)時(shí)反62-66
• 4.3 圖像處理（灰度圖像處理法）66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 第5章 LAFTR成像結(jié)果分析與驗(yàn)證68-79
• 5.1 LAFTR成像結(jié)果分析68-73
• 5.2 LAFTR成像檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究73-76
• 5.2.1 LAFTR成像檢測(cè)系統(tǒng)73-74
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)研究與結(jié)果分析74-76
• 5.3 空間分辨率76-77
• 5.4 本章小結(jié)77-79
• 第6章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 全文總結(jié)79-80
• 6.2 工作展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 致謝85

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