基于声场模型的回旋体内部缺陷重构方法研究

发布时间：2017-04-28 01:03

  本文关键词：基于声场模型的回旋体内部缺陷重构方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：工件内部缺陷损伤会直接或间接影响整个系统的使用效率和安全性能,论文针对在工业上广泛应用的回旋体工件内部缺陷进行超声探伤检测作为研究背景,根据声波的传播原理建立了声场仿真模型,并以其作为检测过程中声场的分布特性、缺陷回波特征及缺陷形状和位置重构的主要研究手段。本文利用超声脉冲回波检测技术绕工件外边缘进行检测,通过分析回波信号中携带的缺陷信息,能够有效的判断识别缺陷的位置信息。以圆柱和圆锥体两种回旋体工件作为研究对象,分别从轴向和径向两个视角模拟了工件内部声波的传播过程,分析了界面处和缺陷处声场的分布情况。在声场计算仿真方面结合伪谱法和有限差分法建立了三维时空声场模型;设计的超声仿真模型能够实现对检测声场分布情况的动态成像显示,有利于对不同缺陷检测声波的传播路径进行分析和判断,同时该模型能够实现360度回波信号的全方位数据收集,通过与工件一周的实测回波数据对比,验证了仿真的有效性和准确性。本文根据超声传播的可逆原理,利用声场仿真模型在工件圆周边界上施加超声探头反向输出接收的回波信号并对其进行逆时反推计算,通过中心区域波形叠加形成的声场数据重构出了检测截面的缺陷成像图。通过对成像图的二值化处理,计算得到了工件内部缺陷的尺寸。
【关键词】：回旋体 声场模型 伪谱法 缺陷重构
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB559
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题的研究背景及意义8-9
• 1.2 课题的研究现状分析9-12
• 1.2.1 超声仿真研究现状及发展动态9-10
• 1.2.2 回波信号分析与特征提取的研究现状10-11
• 1.2.3 超声重构成像技术的研究现状及发展动态11-12
• 1.3 论文结构及安排12-13
• 第二章 回旋体的超声检测原理13-20
• 2.1 研究对象13-14
• 2.2 检测原理14-15
• 2.2.1 超声波的产生与接收14
• 2.2.2 超声耦合14-15
• 2.3 超声检测平台15-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第三章 基于伪谱法的声场时域仿真20-43
• 3.1 声场计算20-25
• 3.1.1 超声探头声压计算20-21
• 3.1.2 介质中声压计算21-25
• 3.2 声场时域仿真模型的建立25-31
• 3.2.1 伪谱法原理26-30
• 3.2.2 声场时域仿真模型30-31
• 3.3 回旋体中的声场分布31-35
• 3.3.1 径向（xoy）截面的声场分布31-34
• 3.3.2 轴向（yoz）截面的声场分布34-35
• 3.4 验证仿真结果的正确性35-41
• 3.4.1 回波信号的仿真采集35-36
• 3.4.2 声场的动态传播过程36-39
• 3.4.3 缺陷信号的分离提取及其识别验证39-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第四章 缺陷的逆时反演重构技术43-56
• 4.1 逆时反演重构模型44
• 4.2 逆时重构过程及结果44-48
• 4.3 缺陷边界信号的分离提取48-52
• 4.3.1 偏心大孔缺陷信号分离提取48-50
• 4.3.2 偏心槽缺陷信号分离提取50-51
• 4.3.3 管状工件内部复杂缺陷信号的分离提取51-52
• 4.4 超声重构三维成像52-54
• 4.5 缺陷面积计算54-55
• 4.6 本章小节55-56
• 第五章 总结和展望56-58
• 5.1 论文工作总结56
• 5.2 论文的创新点56-57
• 5.3 下一步工作展望57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果62-63
• 致谢63-64

【参考文献】

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本文编号：331792