激光导波阵列波束成形损伤成像方法

激光超声检测方法在结构损伤检测领域有着广泛应用.增加激光信号用于损伤成像的技术难点.针对此挑战,采用提出的Morlet小波分析法提取激光宽频信号中对应中心频率下的窄带信息.为实现损伤的可视化,分析比较了导波阵列波束成形损伤成像算法中时间延迟叠加算法和相位延迟叠加算法,其中相位延迟叠加成像法对频域内所有频率成分实施延迟叠...     

编织复合材料低速冲击损伤超声热成像检测

编织复合材料低速冲击损伤主要为内部的分层损伤,采用目视检测无法有效检测损伤,损伤使得结构承载能力严重降低,威胁编织复合材料构件的安全使用。本文使用超声红外热成像技术对编织复合材料低速冲击损伤进行无损检测研究,使用10 J、20 J、30 J、40 J、50 J的冲击能量制作了5个试件。对超声激励过程的温升曲线、空间温度曲线进行了详细分析;对比不同冲击能量试件发现,低速冲击下损伤主要是内部损伤,冲击能量越大,损伤区域越大,且损伤具有延展性。采用曲线分类算法对损伤区域进行了定量识别,发现编织复合材料损伤面积和冲击能量成线性关系。     

基于超声导波的CFRP板结冰探测系统

针对航空复合材料的结冰探测,该文提出了基于超声导波技术的解决方案,采用转移矩阵法建立了层状结构波导模型,绘制了相速度和群速度频散曲线,分析了超声导波在碳纤维增强复合材料板中的传播特性。在此基础上,基于现场可编程逻辑门阵列设计了由信号源和接收机组成的硬件电路,结合恒温箱搭建了结冰探测系统及其实验环境。通过测量回波信号波包相对时延的方式,验证了超声导波结冰探测方案的可行性,为飞机结冰探测领域提供了新思路。     

用于超声导波检测的波形发生器设计

为了减少超声导波检测中频散特性带来的影响,提出一种用于产生窄带脉冲信号的波形发生器设计方案。波形发生器的设计基于幅度调制的思想,电路由函数发生器MAX038、乘法器AD834、模拟开关DG401等元件构成,实现汉宁窗调制单一频率信号的功能。同时,波形信号的单音频信号频率可调,汉宁窗宽度可调。电路的MULTISIM仿真验证了设计的可行性。该方案由纯硬件实现,操作方便,对超声导波检测激励源的研制有一定的参考价值。     

法兰螺栓松动的超声导波监测方法

管道在工程中应用较广,法兰螺栓是管道连接的主要方式,但螺栓连接松动导致泄漏等直接影响管道服役的可靠性,对螺栓松动进行监测是提高法兰螺栓连接可靠性的有效方法。该文提出利用透射过连接螺栓的超声导波信号均方根偏差作为拧紧指标,以进行螺栓松动监测,并开展了数值仿真和实验验证。结果表明,随着螺栓整体预紧力的下降,压电片响应信号幅值随之减小,在1个或2个螺栓松动时,与松动螺栓距离最近的压电片响应信号最敏感,对应的均方根偏差值最大;同时,随着松动螺栓数目及位置的变化,接收压电片阵列的均方根偏差值及其分布会发生相应变化。该文提出的方法可实现螺栓松动监测,并可初步判断松动螺栓的方位。     

超声红外热波成像在CFRP板螺栓孔损伤检测的研究

螺栓连接由于可靠性高、承载能力强等优势广泛应用于复合材料连接,但螺栓孔处的应力集中作用使其易产生损伤破坏,且工程应用中很多复合材料螺栓连接件无法卸载,传统检测方法较难对螺栓孔损伤进行识别.本文使用超声红外热波检测的方法对复合材料螺栓连接件进行损伤识别,通过仿真研究复合材料螺栓孔裂纹和分层损伤的生热特征,分析了螺栓以及螺栓预紧力对螺栓孔损伤生热特征的影响,并设计实验对仿真结论进行了较好的验证.研究显示当螺栓孔损伤区域超出螺帽覆盖的范围,超声红外热波检测法能快速有效检测螺栓紧固件损伤,结合图像识别方法可以有效提取损伤信息,而且该方法对不同大小的螺栓预紧力以及螺栓与被连接件之间的摩擦生热影响有着良好的适应性.     

基于信号统计特性的超声成像方法

介绍合成孔径聚焦超声成像的基本原理。为进一步提高成像分辨率和信噪比,研究超声回波信号的相关性,根据缺陷信号和噪声信号的不同统计特性,提出一种基于信号相关性分析的非线性合成孔径算法。实验结果表明:与传统的延时叠加合成孔径算法相比,新方法提高了图像的横向分辨率和信噪比。     

皮肤囊肿成像用高频超声换能器及扫描方法

高频超声成像具有几十微米级的纵向分辨率,适用于皮肤等人体组织的微结构成像。该文针对皮肤囊肿等凸形的人体组织内部微结构,提出了一种适用于凸形组织的非接触式弧形超声扫描成像方法,设计并制备了一款41.5 MHz的高频超声换能器。首先采用脉冲回波法对其性能进行系统表征,然后设计了凸形旋转扫描成像装置,并对凸形皮肤囊肿模型进行扫描、滤波、补偿等信号采集和处理,最终实现了高频超声成像。结果表明,此方法所用换能器纵向分辨率为50μm,能够对皮肤囊肿模型内部精细结构进行成像,这将促进相关临床医学和超声成像技术的发展。     

基于超声红外热成像的复合材料表面裂纹识别

针对复合材料表面裂纹识别精度低、耗时过长等问题,提出了基于超声红外热成像的复合材料表面裂纹识别方法.利用数值分析模拟超声作用下复合材料损伤位置的摩擦生热和热传导过程,分析了温度分布与尺寸对识别结果的影响,根据分析结果建立裂纹图像的初始特征,通过映射互关联将特征转换到目标特征信息空间,完成特征信息的解耦映射,提取表面裂纹...