增材制造中激光超声表面缺陷检测技术研究

发布时间：2021-10-15 11:35

　　增材制造技术近年来发展迅速,在工业中获得了广泛应用。目前,国内外关于增材制造技术质量控制方面的研究主要针对于加工后材料的力学性能等,关于增材制造构件的缺陷检测相关研究较少。增材制造构件的缺陷会直接影响材料的特性及性能,对设备造成巨大损失,因此实现增材制造构件的表面缺陷检测具有重要意义。激光超声技术作为一种新型的检测手段,越来越多地被运用于复杂的工业检测中。本文系统地开展了增材制造中激光超声表面缺陷检测技术研究。本文基于激光超声技术,分析激励光在增材制造构件上激发出的超声脉冲特性、传播特性等。在理论分析研究的基础上,确定了采用脉冲激光器激发超声,连续激光器探测的激光超声光偏转检测实验系统。搭建激光超声实验系统,对模拟增材件的样品进行表面缺陷检测,检测精度达到0.2mm。在本文中,定义距表面一个热扩散长度内的缺陷都为表面缺陷。分析激励激光参数对超声波的影响,当激励光光功率密度增大时,激发出的声波振幅增大,相对应的频谱中心频率往高频移动。基于光声信号的时域、频域、时频多种方法对超声信号进行分析,从而判断缺陷位置。使用平均滤波和小波提高超声信号信噪比。验证了缺陷尺寸参数对超声波的影响,随着缺陷... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
        1.1.1 激光超声技术的特点
        1.1.2 激光超声技术的发展及研究现状
        1.1.3 激光超声在无损检测中的应用
        1.1.4 激光超声在增材制造检测中的应用
    1.2 本文的主要工作
第二章 激光超声理论基础
    2.1 激光超声产生机理
    2.2 激光激发超声脉冲特性研究
    2.3 激光超声脉冲特性仿真
    2.4 激光超声导波与缺陷的相互作用
    2.5 本章小结
第三章 系统设计与实现
    3.1 检测原理
    3.2 系统设计
    3.3 LABVIEW数据采集
    3.4 样品制备
    3.5 本章小结
第四章 激光超声检测实验与结果
    4.1 确定激励光光功率密度
    4.2 缺陷检测结果分析
        4.2.1 缺陷检测时域信号
        4.2.2 实验数据信号处理
        4.2.3 缺陷检测时频信号
    4.3 激光超声波特性分析
        4.3.1 缺陷尺寸对声波的影响
        4.3.2 激光超声波的衰减
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]激光超声信号去噪方法的研究[J]. 曹建树,姬保平,罗振兴,郭明阳,曹振,张义,徐宝东.  激光与红外. 2016(02)
[2]正弦脉冲激光热弹激发超声应力脉冲特性研究[J]. 单宁,史仪凯,赵江海.  压电与声光. 2007(04)
[3]利用PVDF检测金属表面缺陷的实验研究[J]. 严刚,沈中华,陆建,倪晓武.  华中科技大学学报(自然科学版). 2007(S1)
[4]激光超声学的若干进展[J]. 钱梦騄.  声学技术. 2002(Z1)
[5]激光脉冲激发的超声脉冲波形的理论研究[J]. 孟振庭.  科技通报. 2001(05)
[6]激光热弹激发超声脉冲的特性研究[J]. 钱梦,张万春,吴田成.  声学学报. 1995(01)
[7]用Fabry-Perot干涉仪检测激光超声以实现钢板测厚[J]. 叶培德,史珺,陈桂林.  声学学报. 1992(05)

硕士论文
[1]激光超声非接触检测高温金属表面缺陷研究[D]. 张建炎.南京航空航天大学 2016



本文编号：3437951