在以航空航天、國防軍工為代表的高精尖領(lǐng)域,為保證系統(tǒng)安全可靠地工作,定期對核心零部件進(jìn)行檢測與評價是至關(guān)重要的。超聲相控陣檢測具有檢測模式靈活、探測深度大和檢測速度快等優(yōu)勢,已經(jīng)成為上述領(lǐng)域的重要檢測手段。但是常規(guī)相控陣檢測方法的成像分辨率無法突破瑞利衍射極限,影響后續(xù)缺陷的評價,因此本文對基于時間反轉(zhuǎn)算子的超分辨成像算法進(jìn)行研究,同時針對時間反轉(zhuǎn)算子估計對噪聲敏感的問題深入分析,通過提高回波信號的信噪比,保證超分辨成像算法的穩(wěn)定性,本文的主要研究工作如下:分析超聲體波在固體介質(zhì)中的傳播特性。推導(dǎo)波動方程,針對建模仿真時常用的聲波(柱面波和平面波)計算其特解表達(dá)式,研究聲波在固體介質(zhì)中的兩種常見模態(tài)(橫波和縱波)的相關(guān)特性,以及聲波在不連續(xù)邊界面處的作用,最后對聲波在固體介質(zhì)中的傳播衰減特性進(jìn)行分析,提出固體介質(zhì)衰減系數(shù)的有效測定方法,為后續(xù)檢測提供理論基礎(chǔ)。對一維線性陣列進(jìn)行建模。通過遠(yuǎn)場聲壓指向性函數(shù)分析陣列幾何參數(shù)和激勵信號頻率對陣列檢測性能的影響,證明通過增大激勵信號頻率,減小波長可以提高檢測精度,限制陣元間距小于等于半波長可以在成像范圍內(nèi)有效消除柵瓣;利用波束輪廓建模對線性陣...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景和研究意義
    1.2 超聲相控陣檢測研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 固體介質(zhì)中超聲波傳播特性研究
    2.1 引言
    2.2 波動方程推導(dǎo)及特解形式
    2.3 固體介質(zhì)中復(fù)雜的波的模態(tài)
    2.4 聲波在不連續(xù)邊界面處的作用
    2.5 波的能量衰減特性
    2.6 本章小結(jié)
第3章 一維線性超聲相控陣建模分析
    3.1 引言
    3.2 超聲陣列換能器選擇
    3.3 超聲缺陷檢測基本原理及方法
    3.4 一維線性超聲相控陣建模
        3.4.1 單陣元聲壓指向性函數(shù)分析
        3.4.2 陣列換能器聲壓指向性分析
    3.5 超聲相控陣檢測性能評價
        3.5.1 波束輪廓建模及分析
        3.5.2 點傳播函數(shù)建模及分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 缺陷檢測方法研究
    4.1 引言
    4.2 全聚焦成像算法
        4.2.1 算法核心思想
        4.2.2 算法仿真
    4.3 相干平面波復(fù)合成像
        4.3.1 算法核心思想
        4.3.2 算法仿真
    4.4 時間反轉(zhuǎn)多信號分類算法
        4.4.1 算法核心思想
        4.4.2 算法推導(dǎo)
        4.4.3 時間反轉(zhuǎn)算子估計
        4.4.4 算法仿真
    4.5 本章小結(jié)
第5章 有限元仿真驗證
    5.1 引言
    5.2 COMSOL介紹
    5.3 仿真模型建立
        5.3.1 幾何模型和材料參數(shù)設(shè)置
        5.3.2 仿真物理場設(shè)置
        5.3.3 有限元網(wǎng)格剖分
        5.3.4 仿真求解器設(shè)置
    5.4 仿真結(jié)果
        5.4.1 超聲縱波聲速標(biāo)定
        5.4.2 仿真驗證
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3781805