Q345R钢拉伸损伤过程声发射特征参数表征及定量评价

针对在工业应用中需要动态监测Q345R钢损伤的问题,提出了采用声发射检测技术对其损伤过程进行表征和定量评价。通过建立拉伸测试和声发射检测系统,对制备好的标准拉伸试块进行试验,提取其声发射信号特征参数,对照拉伸载荷图,分别进行特征参数历程图、累积量分析以及定量评价研究。试验结果表明,两种特征参数的分析方法都能对Q345R钢拉伸损伤过程的各个力学行为阶段进行表征,而且累积量分析能更准确清晰地区分各个力学行为阶段的分界点,为材料的定量评价提供参考依据。     

超声相干平面波复合成像的环形统计矢量加权

为提高超声相干平面波复合(CPWC)成像质量,本文提出了基于环形统计矢量(CSV)的加权算法。该算法以延时信号相位为环形统计样本,通过样本平均合矢量建立反映相位分布一致性程度的相干因子。进一步地,根据波束形成及相干因子构建数量的不同,提出了全孔径环形统计矢量(tCSV)加权算法。结果表明,相比于CPWC,CSV和tCSV的散射靶点分辨率和囊肿的对比度分别提高了至少23.67%和27.69%,CNR值降低至多39.37%。与相干因子(CF)和符号相干因子(SCF)相比,虽然CSV和tCSV算法在分辨率和对比度上最大分别比之减小约12.83%和88.31%,但抑制背景噪声和保留目标靶点回波幅值的能力较强,且CNR值比之提高了约20%,其成像质量具有更好地鲁棒性。     

基于声-超声检测的薄钢板多焊点结构完整性评价技术

将声-超声检测方法用于汽车专用薄钢板多焊点点焊接头漏焊或脱落的快速检测中。采用波形和模态分析方法研究声-超声检测波在多焊点点焊结构中的传播机理,以此为基础提出相应的声-超声检测特征值评价点焊结构的完整性。试验中通过直探头激发和接收声-超声检测信号,通过对比钢板中声-超声检测信号的时频分布与理论频散曲线可确定结构中声-超声检测信号的模态组成,主要能量模态为A0模态Lamb波。研究显示A0模态兰姆波通过焊核在点焊结构中传播,发生相互叠加并在时频域上形成波包能量序列。该波包能量序列在时频域上的分布与焊核位置具有对应关系,通过时频分布中各波包的能量起伏能够直观判断焊核漏焊、脱落及其问题焊核的位置。此外还提出能够评价多焊点接头完整性的特征参数,对于提高检测效率、降低检测成本具有重要意义。     

搅拌摩擦加工CNTs/Al复合材料超声非线性评价

采用搅拌摩擦加工法制备碳纳米管增强铝基复合材料,针对产生的微观碳纳米管团聚缺陷,提出运用非线性超声检测方法对其进行无损评价. 根据非线性波动理论,采用二阶弹性常数作为非线性测量参数,并结合带通滤波技术设计了非线性超声检测试验系统,通过测量碳纳米管团聚程度不一样的复合材料的二阶非线性系数,得到随着碳纳米管团聚程度的加剧,二阶非线性系数呈递增趋势. 结果表明,证明采用非线性超声检测方法有望对微观碳纳米管团聚缺陷实现有效评价.     

提高混凝土结构成像质量的技术研究

超声检测中,发现使用的商用超声传感器工作在谐振频率时会产生余振,为此,提出一种基于数字滤波的补偿方法,对传感器的频响特性进行有效补偿,抑制余振产生;而在使用低频信号检测时,表面直达波与浅层目标的反射信号常常又交叠在一起,有时很难分辨,影响了检测分辨力,因而开发了一种波包分解程序,找出各个波包的位置.将表面直达波与反射波分离开,消除表面直达波的干扰。在成像实验中使用这两种方法发现,不仅余振基本得到抑制,目标反射信号可以得到"复现",而且还可以完全分离并去除表面直达波,最后给出了实验成像结果,可以看出明显的效果。     

基于相位迁移的超声相控阵聚焦扫查成像方法

为了提升超声阵列的检测能力，提出一种相控阵组合处理成像的方法。在多孔碳钢试块上进行了相控阵检测实验，并提取了平行聚焦扫查信号和单发单收时域信号。为了提高信号的信噪比，对信号进行了峰值提取、包络、差值等处理。在重构的扫查数据中引入相位迁移成像方法，并与目前主要的阵列成像方法进行了量化对比。对比结果表明，这种组合成像方法可以提升图像的质量和精度。在检测密集排布的多孔碳钢试块过程中，相控阵聚焦扫查相位迁移成像方法相对于传统相位迁移成像方法和相控阵时域合成孔径成像方法，11个横孔缺陷图像的信噪比平均提升了12.98和18.85 dB,缺陷面积误差平均降低了3.74%和4.05%。新方法具有更高的图像质量和检测精确度。     

基于全聚焦算法的混凝土超声阵列探测成像方法

混凝土结构内含有大量的砂石、骨料以及钢筋,形成多样性的声学界面,超声在混凝土结构中的信号成分复杂,且超声能量易衰减。为了提高混凝土检测分辨率与信噪比,提出基于全聚焦算法的混凝土超声阵列检测方法。首先通过建立混凝土有限元模型,开展混凝土超声阵列仿真研究,模拟一发多收方式依次激励阵列探头,并获得检测信号;然后,为了避免噪声以及相位带来的误差,对检测信号依次进行卷积滤波、波形包络分析及信号锐化处理,获得全矩阵数据;最后,按照全聚焦算法对全矩阵数据进行处理成像,显示模型检测结果。仿真实验结果显示,与合成孔径聚焦算法比较,提出的成像算法可以取得更高的分辨率与信噪比。     

基于小波包分解的超声相控阵前置阈值降噪研究

超声相控阵由于其独特的优点广泛应用于航空航天工业领域,在实际检测过程中,噪声污染难以避免,仪器电噪声和环境噪声会造成伪像以及成像分辨率低等问题。为此利用小波包分解对超声相控阵检测开展前置阈值降噪研究,首先对多孔碳钢试块进行超声相控阵实验检测,提取B扫、S扫的各个阵元原始数据;然后利用小波包分解检测信号,获得分解信号中最底层各个节点的能量谱;最后提出一种随分解层数而变化的自适应阈值计算方法,并利用改进后阈值函数进行去噪处理,将重构后的信号成像与未降噪信号成像对比。结果表明这种前置阈值降噪方法既可以保留原始信号的特征,也可以对信号中的噪声杂波起到抑制作用;相比带有噪声的B扫、S扫检测信号,降噪后缺陷图像信噪比分别平均提升8.97dB、8.26dB,且改进阈值函数降噪后的缺陷图像信噪比相比硬阈值降噪和软阈值降噪,B扫平均提升2.36dB和2.39dB;S扫平均提升3.87dB和3.17dB。在工程实际中具有较好的应用前景。     

基于Sobel算子的球体IHS遥感影像融合算法

提出一种基于Sobel算子的球体IHS遥感影像融合算法,先对多光谱Mul影像做IHS变换并提取I分量,采用八方向模板Sobel边缘检测算子计算不同窗口参数（level）的全色Pan影像与I分量的局部区域清晰度值GP 和GI ,并根据局部区域的清晰度的大小确定不同区域的融合影像的I分量的新值I′。采用本文方法1（level＝12）和方法2（level＝24）,通过实验并与其他融合方法比较,本文方法在提高影像分辨率的同时也保留了更多光谱信息和边缘细节,效果较好。     

CNTs/Al复合材料搅拌摩擦加工质量的超声衰减评价

针对搅拌摩擦加工法制备的碳纳米管增强铝基复合材料的主要碳纳米管团聚缺陷,提出超声波衰减法对加工质量进行无损评价,通过改变搅拌摩擦加工次数得到不同团聚程度的碳纳米管增强铝基复合材料;根据超声衰减理论分别测量各个试样的衰减系数,从宏观上对团聚缺陷进行评价,最大和最小衰减系数相差50倍,通过超声特征扫描成像检测法验证了评价结果的有效性;同时测量了搅拌摩擦加工次数为3次和6次的纯铝试样的衰减系数分别是0.032、0.029 dB/mm,基本排除了在搅拌摩擦加工后纯铝晶粒变化对试验结果带来的影响;最后又采用超声衰减法从微观角度对团聚缺陷进行评价,随着搅拌次数增加,衰减系数从0.178 dB/mm变化到0.025 dB/mm,每搅拌1次衰减系数降低约1倍,可以得出团聚程度越严重,衰减系数越高。