声-固耦合模型下自适应高维特征焊缝缺陷超声检测

针对焊缝缺陷种类识别精度有待提高的问题,提出了一种将随机森林与变分模态分解相结合的算法,以结合二者的自适应特征提取能力及对于高维特征的强适应特性。利用多物理场仿真软件建立含缺陷焊缝的声-固耦合模型,进行超声波无损检测仿真,得到含缺陷超声回波信号。利用变分模态分解求出其各IMF能量分布系数,并以其作为特征向量建立随机森林模型,进行焊缝缺陷识别。结果表明,利用该方法提取的缺陷回波信号特征能有效表征焊缝缺陷,以其建立随机森林模型可以对其进行准确识别。     

基于二维信息熵图像分割的缺陷识别方法

为了提高无损检测的工作效率及可靠性,研究超声图像中缺陷目标的自动识别方法.根据超声D扫描图像的特征,在背景杂波抑制及噪声抑制的基础上,采用基于KSW二维信息熵的阈值分割方法对图像进行二值化处理.结果表明,由于不能兼顾图像各处的细节信息,基于二维信息熵的全局阈值图像二值化方法会产生欠分割.当图像尺寸较大时,全局阈值方法会丢失许多像元数目不多的集群,造成小目标的漏检.基于二维信息熵的局部阈值法充分考虑了图像的局部区域特征,能有效地识别图像中的缺陷目标,从而提高缺陷检出率.     

黏接结构弱黏接缺陷的非线性超声评价

利用ABAQUS有限元软件建立了非线性超声检测有限元模型,计算了弱黏接缺陷的尺寸对超声非线性系数的影响。计算结果表明:随着界面弱黏接缺陷尺寸的增大,超声检测信号基波幅值和二次谐波幅值逐渐减小,而超声非线性系数呈单调增大趋势。对5个含有不同弱黏接缺陷尺寸的AZ31镁铝合金黏接结构试样进行了非线性超声检测,研究发现试验结果与有限元计算结果相吻合,表明了非线性超声检测方法对黏接结构弱黏接缺陷检测的有效性。     

基于ALE方法的二维超声振动切削仿真

文章应用任意拉格朗日方法(ALE)建立超声椭圆振动切削有限元模型,模拟超声振动对切削加工的影响。同时还对钝圆半径对切削温度和残余应力的影响进行模拟研究。从结果可以看出:工件瞬时最高温度随着振动频率的增加先减小后增大,增大速率比减小速率快;振动频率只影响残余应力值大小,对应力层厚度影响较小;随着钝圆半径的增加,残余压应力层厚度基本不变,而拉应力层厚度减小,最大拉应力也随之减小。     

基于超声C扫描的复杂结构焊缝缺陷检测

受工件结构影响,复杂结构电子束焊缝往往不具备射线检测条件,采用超声C扫描检测方法可有效地对其进行检测,对未焊透缺陷定位,并检测焊缝熔深,是焊缝内部质量检测的有效手段。通过超声波声场仿真模拟,优化探头参数,获得较强的焊缝区声场强度,并利用焊接试件验证超声C扫描检测工艺可靠性,检测灵敏度可达φ3 mm-9 dB缺陷当量。结果表明,超声C扫描检测技术对电子束焊缝未焊透缺陷检出率和灵敏度高,结合C扫描图像可准确检出焊缝熔深。通过破坏性试验分析比对发现,未焊透缺陷定位准确,焊缝熔深检测误差约4%,结果可靠。     

板状结构缺陷电磁超声导波检测技术研究进展

概述了国内外板状结构缺陷电磁超声导波检测技术的研究进展。从激发兰姆波的电磁超声换能器(EMAT)技术、EMAT的优化设计、超声导波聚焦、EMAT接收信号超声波成像技术等方面,对板状结构缺陷无损检测技术取得的突破进行了评述。提出了有待进一步解决的问题。     

基于时频判别特征的焊缝超声检测缺陷分类

根据超声检测信号的瞬变特性,针对焊缝检测的缺陷分类问题,提出用判别追踪算法提取缺陷信号的局部时频判别特征,并结合概率神经网络实现了焊缝超声检测信号的缺陷分类.在提取时频判别特征时,提出考虑新选原子与已选原子的相关性的判别基提取方案,以降低特征之间的冗余,使提取出的特征能更有效地鉴别不同类别的缺陷.用该方法对一电子束焊缝试块中的缺陷进行了分类,结果表明,时频判别特征适合超声信号的缺陷分类,并能有效地抑制晶粒噪声的影响,考虑判别原子间相关性后可获得更高的分类正确率.     

复合材料层压结构超声相控阵检测的缺陷定量表征

使用便携式超声相控阵设备及两个几何参数不同的线性阵列换能器对埋有6mm和9mm人工缺陷的碳纤维复合材料层压板试块进行检测,分别进行了非聚焦线性扫查和聚焦线性扫查,并对C扫成像进行分析。结果表明:在非聚焦线性扫查情况下,其扫查缺陷尺寸的准确性与换能器晶元长度和孔径长度有紧密关系,试验结果与理论分析一致;而在聚焦线性扫查情况下,其扫查缺陷尺寸的准确性不再受孔径数过大的影响。     

基于改正二维主成分分析的焊缝表面缺陷检测

机器人焊接因零件形状不规则和焊接工艺复杂不可避免带来各种焊缝缺陷.针对二维主成分分析应用于焊缝表面缺陷检测时面临计算复杂度高、分类准确率低及无法进行增量学习等问题,提出了一种基于均值更新的增量二维主成分分析(mean updated incremental two-dimensional principal compo...     

基于改正二维主成分分析的焊缝表面缺陷检测

针对小径管X射线焊缝图像缺陷检测精确率低的现状,通过对图像进行特征分析并结合稀疏字典学习,提出一种基于图像分割的小径管焊缝图像缺陷检测算法. 首先,对小径管焊缝图像进行两步图像分割获得感兴趣区域;其次,提取焊缝缺陷,得到缺陷疑似局部图像;最后,提出以不同类型原子间相关性最小为目标的小径管焊缝缺陷字典矩阵数学模型并使用K-SVD算法进行求解,利用该字典矩阵实现圆形缺陷、线形缺陷和噪声的分类鉴别. 为提高系统实时性,使用并行编程对图像分割算法进行加速. 结果表明,改进后缺陷字典矩阵对圆形缺陷识别成功率为0.974,线形缺陷识别成功率为0.967,且具有较快的识别速度,实现了小径管焊缝图像缺陷的有效识别.

     

复杂结构中焊接缺陷的空间分布特征

采用X射线实时成像方法对复杂结构钛合金激光焊件进行了无损检测,并基于缺陷位置的线灰度分布曲线确定了焊件中微小缺陷的空间位置,推导出了一个计算缺陷埋藏深度的公式。针对峰值异常和斜凹形异常缺陷分别提出了一个缺陷到射线穿透焊件最薄处的投影距离自动提取算法。试验结果表明,上述算法能很好地计算出投影距离并进而确定缺陷空间分布特征。     

7050铝合金二维超声滚压加工残余应力场研究

目的研究二维超声滚压后7050铝合金残余应力场的形成过程和表层残余应力的分布规律。方法利用有限元软件模拟二维超声滚压加工,分析残余应力场的形成过程及表层残余应力的分布规律;采用正交试验方法进行7050铝合金二维超声滚压加工试验,研究工艺参数对表面残余应力的影响规律,并与有限元分析结果相对比,验证有限元模拟的合理性。结果在二维超声滚压加工过程中,7050铝合金表层材料应力随时间先减小后增大,最后趋于稳定,形成残余应力。残余压应力沿滚压深度方向先增大后减小,再转化为残余拉应力。残余压应力层厚度约为1.05 mm,最大残余压应力值约为285 MPa。在相同的工艺参数下,有限元分析结果与试验结果基本吻合。静压力对表面残余应力的形成影响最大,表面残余压应力随静压力的增大而增大。结论二维超声滚压加工使7050铝合金表面发生剧烈的塑性变形,并形成一定深度的残余压应力。铝合金表面残余压应力随静压力的增大而增大,而与转速和进给量无关。     

灰色关联改进TOPSIS的二维超声挤压表面质量研究

目的获得二维超声挤压最优工艺参数,并研究工艺参数以及其交互作用对工件表面质量的影响。方法采用正交试验法对7075-T651铝合金进行二维超声挤压加工试验,运用熵权法确定表面粗糙度和显微硬度的影响权重,结合灰色关联法和TOPSIS法构建最优表面质量评价模型,以此获得最佳表面质量时的最优工艺参数,并基于极差分析获得工艺参数以及其交互作用对工件表面质量的影响结果。结果经二维超声挤压加工后,零件表面粗糙度值显著降低,表层显微硬度大幅提高,建立的评价模型可准确获得最优工艺参数。结论最优工艺参数为:静压力300 N,挤压速度30 m/min,进给量0.1 mm/r。此时表面粗糙度Ra值约为0.41μm,显微硬度约为378HV。工艺参数间的交互作用对零件表面粗糙度、显微硬度和表面综合质量的影响远大于主效应,对表面综合质量起主要影响作用的是挤压速度分别与静压力、进给量间的交互作用。     

二维超声滚压7050铝合金的微观组织与力学性能

采用二维超声滚压加工方法对7050铝合金进行处理,研究二维超声滚压加工对铝合金表面微观形貌与力学性能的影响。结果表明:经过二维超声滚压处理后,铝合金表面微观形貌明显改善,当滚压次数为4次时,表面微观形貌最均匀;随着滚压次数增加,表面粗糙度值先减小后增大,最大降幅达73%。铝合金表面硬度值、残余压应力随滚压次数的增大而增大,且硬度最大提高了43%,表面残余压应力值最大为242.9 MPa。     

7050铝合金高速二维超声滚压对表面质量的影响

为实现7050铝合金高效优质表面强化,将高速超声引入到二维超声滚压中,研究了7050铝合金高速二维超声滚压后的表面质量。首先采用单因素试验法对7050铝合金进行高速二维超声滚压加工试验,利用超景深测量仪和扫描电镜观察并对比分析了车削后与滚压后的表面形貌和微观组织;采用粗糙度测量仪、显微硬度计和X射线衍射仪测量滚压后的表面粗糙度、显微硬度和表面残余应力,并分析了不同工艺参数对表面质量的影响。结果表明:7050铝合金经高速二维超声滚压加工后,试件表面更为光滑,表层组织更致密,能有效降低表面粗糙度值、提高显微硬度,并形成残余压应力,表面粗糙度最低为0. 68μm,降幅达65%,表面显微硬度最大为156 HV0. 1,增幅达72%,表面残余压应力最高达-329. 5 MPa。在高速二维超声滚压中,7050铝合金工件表面粗糙度主要受静压力和转速影响,表面显微硬度受静压力、进给量和振幅影响较大,而表面残余压应力主要受进给量的影响。7050铝合金加工时表面组织及性能主要受冷塑性变形和温度场的综合影响,高速二维超声滚压加工工艺能够实现7050铝合金的优质高效强化处理。     

基于二维属性直方图的铸件X射线图像的缺陷提取

针对铸件X射线图像对比度低、边缘模糊、噪声多等特点,提出了基于二维属性直方图的最大相关准则图像分割算法。首先利用最大熵法得到的阈值构造图像的属性集,然后由原始图像及其属性集构造二维属性直方图。通过最大化图像的二维属性直方图中目标和背景分布的相关量来选择阈值向量。同时,为了节省二维阈值算法的计算时间,给出了递推算法,此算法减少了大量的重复计算,有利于该算法的实时应用。对铸件中气孔、缩孔和杂质三种缺陷进行了分割,试验结果表明,该算法能够快速、准确地分割出铸件图像中的缺陷。     

基于柔性铰链结构的二维微动工作台研究

重点介绍了一种基于PZT驱动的双柔性平行四连杆结构二维微动工作台.推导了柔性铰链各尺寸对固有频率的影响公式,并用有限元参数化分析方法,找到对固有频率影响较大的参数.将有限元模态分析值和实验测试结果相比较,探讨影响微动工作台动态性能的综合因素,为微动台的设计提供理论和实验依据.     

聚乙烯管道电熔接头的超声相控阵成像及缺陷特征

为了提高基于超声相控阵的聚乙烯管道电熔接头的图像特征识别和自动缺陷检测效率,提出采用K均值聚类算法和数学形态学相结合的图像处理方法,实现了对超声相控阵检测图像的处理. K均值聚类算法可以有效地实现图像的整体分割,数学形态学处理能够平滑图像边缘,得到相对完整独立的缺陷成像区域. 结果表明,所提出的方法不需要训练样本,只需根据数据本身的属性进行自我训练,可靠性较高. K均值聚类算法和数学形态学相结合能较完整地将多种缺陷信息从图像中分离出来,为聚乙烯管道电熔接头缺陷的自动评价提供了新方法,具有较好推广价值.