【摘要】：不銹鋼薄板被廣泛應(yīng)用于國(guó)防、建筑、水利、機(jī)械二次加工制造等領(lǐng)域,原板材質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)乎工程質(zhì)量高低及產(chǎn)品性能。如今,實(shí)際工程應(yīng)用中對(duì)薄板的檢測(cè)不只要求檢測(cè)缺陷存在與否,而是需要獲取試件更多有價(jià)值的缺陷信息,以此作為對(duì)工程質(zhì)量、工程使用壽命等的指導(dǎo)性參考。因此,本文設(shè)計(jì)一套基于FPGA的超聲硬件檢測(cè)系統(tǒng),同時(shí)提出了基于EMD及主成分分析法的特征提取模型來(lái)對(duì)缺陷回波信號(hào)做特征提取分析,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷類(lèi)型的識(shí)別分類(lèi)。針對(duì)本文的研究對(duì)象,分析對(duì)比常用的幾類(lèi)薄板缺陷檢測(cè)方法,確定利用超聲蘭姆波檢測(cè)完成薄板缺陷檢測(cè);由Rayleigh-Lamb波動(dòng)方程推導(dǎo)薄板內(nèi)群速度、相速度與頻厚積的關(guān)系,繪制頻散曲線(xiàn)及聲場(chǎng)情況圖確定系統(tǒng)中蘭姆波激勵(lì)探頭的類(lèi)型及具體參數(shù);根據(jù)總體硬件檢測(cè)系統(tǒng)依次介紹超聲波激發(fā)電路、超聲接收電路,信號(hào)調(diào)理電路、信號(hào)采集電路及數(shù)據(jù)傳輸電路;系統(tǒng)中FPGA完成對(duì)前端電路信號(hào)的觸發(fā)控制及數(shù)據(jù)采集控制,同時(shí)進(jìn)行基于Nios Ⅱ的系統(tǒng)內(nèi)核搭建,利用檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)回波信號(hào)的初步檢測(cè)判定;針對(duì)非平穩(wěn)、非線(xiàn)性的缺陷回波信號(hào),介紹了一種基于EMD及主成分分析法的特征提取模型,EMD分解可以自適應(yīng)的分解回波信號(hào)得到多階IMF分量,以主成分分析法中的特征值貢獻(xiàn)率Con(p)確定可以表征原缺陷信號(hào)的信號(hào)分量,降低了分析過(guò)程中的數(shù)據(jù)復(fù)雜度與數(shù)據(jù)冗余度,對(duì)選定的特征量進(jìn)行特征提取。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于FPGA的超聲硬件檢測(cè)系統(tǒng)可以通過(guò)系統(tǒng)外掛的缺陷設(shè)備實(shí)現(xiàn)缺陷存在與否的判定;將采集得到的三類(lèi)典型缺陷回波信號(hào)經(jīng)基于EMD及主成分分析法的特征提取模型后,選擇6類(lèi)典型的信號(hào)特征信息來(lái)表征原缺陷回波信號(hào),利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型作為分類(lèi)器,編碼輸出缺陷類(lèi)型碼值,通過(guò)對(duì)比實(shí)際輸出碼值與理想輸出碼值,該方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)缺陷分類(lèi)識(shí)別的同時(shí)具有良好的可靠性及穩(wěn)定性。
【圖文】：

[6]。據(jù)業(yè)內(nèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在經(jīng)過(guò)無(wú)損評(píng)估后，各領(lǐng)域內(nèi)的工業(yè)產(chǎn)品其直接增值或間接增值情況大致如圖1.1所示：圖 1.1 各行業(yè)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)無(wú)損評(píng)估后增值情況

圖 2.1 縱波傳播與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)示意圖 圖 2.2 橫波傳播與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)示意圖蘭姆波是英國(guó)人 H. Lamb 在 1917 年研究平板波動(dòng)方程時(shí)發(fā)現(xiàn)的一類(lèi)全新的式，波動(dòng)方程的傳播條件為自由邊界下(平板的上表面和下表面上的應(yīng)力為零)時(shí)在上下表面不斷的反射后產(chǎn)生波形上的轉(zhuǎn)化，各種的反射波形相互疊加形成了新
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TH878.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳梅;;國(guó)內(nèi)不銹鋼薄板生產(chǎn)的綜述[J];漣鋼科技與管理;2000年05期

2 施曉斌;;不銹鋼薄板激光切孔工藝研究[J];科學(xué)中國(guó)人;2017年15期

3 彭惠民;;不銹鋼薄板的摩擦攪拌焊接[J];鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛工人;2006年07期

4 許占林,孫林賢;不銹鋼薄板的鉆孔[J];機(jī)械工程師;2005年04期

5 李漢生;;大張不銹鋼薄板的焊接[J];新技術(shù)新工藝;1987年03期

6 李志剛;;不銹鋼薄板多孔加工的方法[J];機(jī)械工人.冷加工;1988年12期

7 王沛;史策;謝騰宇;;304不銹鋼薄板微塑成形拉伸行為試驗(yàn)研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程;2017年09期

8 劉曉冰;不銹鋼薄板壓延件的常見(jiàn)缺陷及修正方法[J];模具技術(shù);1999年06期

9 陳方宋;施秉周;;不銹鋼薄板鎢極脈沖氬弧焊接[J];焊接;1966年02期

10 李永德;趙梅;徐娜;吳曉峰;時(shí)軍波;張莉莉;;1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼薄板斷后伸長(zhǎng)率的換算[J];理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè));2011年12期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王麗英;;五種400系不銹鋼薄板壓延性能對(duì)比分析[A];2012年海峽兩岸破壞科學(xué)/材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

2 鄧明晰;裴俊峰;;一種評(píng)價(jià)板材疲勞損傷的超聲蘭姆波方法[A];2006’和諧開(kāi)發(fā)中國(guó)西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

3 高廣健;趙毅;鄧明晰;;超聲蘭姆波檢測(cè)儲(chǔ)罐底板缺陷的數(shù)值研究[A];2011'中國(guó)西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

4 張旭;安志武;王小民;廉國(guó)選;;壓電換能器對(duì)蘭姆波影響的仿真[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)第十屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

5 周純冰;林瑋;;蘭姆波成像質(zhì)量分析[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)第十屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

6 高廣健;鄧明晰;李明亮;;超聲蘭姆波檢測(cè)有液體負(fù)載鋼板中缺陷的實(shí)驗(yàn)研究[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)第十屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

7 倪園;程建政;張德俊;周玉祿;;一種移除蘭姆波頻散效應(yīng)的方法[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2007年青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2007年

8 王瑞;熊小君;張海燕;;稀疏重建的蘭姆波結(jié)構(gòu)損傷定位分析[A];2014年中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)全國(guó)聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2014年

9 薛洪惠;何世堂;;液體負(fù)載對(duì)壓電薄板中蘭姆波模式影響的分析[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2006年全國(guó)聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

10 裴俊峰;鄧明晰;;固體板材參數(shù)變化對(duì)超聲蘭姆波模式的影響[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2007年青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 盧廣貴;廣東不銹鋼薄板價(jià)小幅上揚(yáng)[N];中國(guó)冶金報(bào);2000年

2 種道溪;冷軋不銹鋼薄板（卷）價(jià)格穩(wěn)中有升[N];中國(guó)冶金報(bào);2001年

3 李淑萍;1-7月份俄不銹鋼薄板產(chǎn)量下降14.8%[N];中國(guó)冶金報(bào);2004年

4 種道溪;不銹鋼薄板價(jià)格穩(wěn)中有升[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2001年

5 李娜;多種因素制約國(guó)內(nèi)不銹鋼薄板行情[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2003年

6 ;近期不銹鋼薄板價(jià)格穩(wěn)中升[N];中華建筑報(bào);2001年

7 陳小潯;上海不銹鋼薄板貨緊價(jià)揚(yáng)[N];中國(guó)物資報(bào);2000年

8 記者 劉其丕;太鋼與天管在津共建冷軋不銹鋼薄板基地[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2008年

9 周曉明;我國(guó)冷軋不銹鋼薄板發(fā)展前景廣闊[N];現(xiàn)代物流報(bào);2007年

10 曾誠(chéng);韓國(guó)不銹鋼薄板商加大投入改造軋制和平整設(shè)備[N];中國(guó)冶金報(bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 魯光濤;基于蘭姆波的薄壁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別[D];武漢科技大學(xué);2017年

2 丁紅星;激光蘭姆波在（準(zhǔn)）周期結(jié)構(gòu)板中傳播特性的研究[D];南京理工大學(xué);2014年

3 李榮雨;基于PCA的統(tǒng)計(jì)過(guò)程監(jiān)控研究[D];浙江大學(xué);2007年

4 何敏;基于智能理論斜拉橋EMD系統(tǒng)主動(dòng)控制研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2008年

5 厲征鑫;基于二維EMD的織物疵點(diǎn)檢測(cè)研究[D];江南大學(xué);2015年

6 齊玉萍;原位保留病變牙骨質(zhì)聯(lián)合應(yīng)用EMD對(duì)牙骨質(zhì)再生的影響[D];山東大學(xué);2013年

7 呂金鵬;ZnO缺陷調(diào)控及其波譜學(xué)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李茂;不銹鋼薄板缺陷超聲檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與缺陷識(shí)別研究[D];中北大學(xué);2018年

2 徐惠妍;不銹鋼薄板搭接激光焊接頭超聲相控陣檢測(cè)研究[D];長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué);2018年

3 張興文;基于蘭姆波的裂紋定位及方向判定方法研究[D];東南大學(xué);2016年

4 魏運(yùn)飛;金屬薄板的蘭姆波成像檢測(cè)方法研究[D];南昌航空大學(xué);2010年

5 張維哲;304不銹鋼薄板激光焊接技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2009年

6 趙秋玉;周期結(jié)構(gòu)板中激光超聲傳輸特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2017年

7 饒璐雅;復(fù)合材料層板沖擊損傷空氣耦合蘭姆波成像檢測(cè)方法研究[D];南昌航空大學(xué);2017年

8 何躍斌;變徑厚壁管周向蘭姆波檢測(cè)方法及實(shí)驗(yàn)研究[D];南昌航空大學(xué);2017年

9 韓志偉;厚壁管道周向蘭姆波模態(tài)分析及缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究[D];南昌航空大學(xué);2017年

10 王杜;金屬薄板的超聲蘭姆波無(wú)損檢測(cè)[D];武漢科技大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：2605521