基于超声导波的航空航天结构损伤诊断成像技术研究进展
发布时间：2022-02-13 12:55
超声导波损伤诊断成像技术是近年来无损检测/结构健康监测领域的研究热点,它能够直观反映航空航天结构上的损伤位置及严重程度。概述了超声导波诊断成像技术的一般流程,介绍了8种具有代表性成像算法的研究现状,包括相控阵成像、空间–波数滤波器成像、逆时偏移成像、时间反转成像、延迟叠加成像、基于模型成像、层析成像和概率成像,对比了这些成像算法的应用范围和优缺点,最后结合实际工业应用需求讨论了超声导波诊断成像技术面临的挑战和发展方向。
【文章来源】：航空制造技术. 2020,63(18)
【文章页数】：20 页
【部分图文】：
主动式超声导波Fig.1Flowchartofactivedamagediagnosticima((,
股喜贾孟∈璐?感器的网络，且算法简单，计算效率高，具备在实时监测中快速定位损伤的优点，有着广泛研究和应用。但这些优点也伴随着成像性能上的短板，由于DAS仅简单地融合信号时域特征，导致重建图像容易出现光斑大，信噪比差及伪像严重等问题[131]。为解决上述问题，研究人员开发了将单点TOF振幅替代为时间窗内信号能量作成像幅值[128]，时域信号加窗[129]，融合多频率图像[49]，加AiSip(x,y)po(x,y)ps(x,y)DAiDiStt0τpoτpsτp图4DAS成像原理Fig.4PrincipleofDASimaging（a）成像轨迹（b）反向时移的散射波包
197]、信号能量差异[208]等。另外，RAPID技术的定位精度受传感路径布设和路径加权函数这两种因素综合影响（式（19））。Michaels[209]指出当传感路径过少时，与同等条件下DAS算法相比，RAPID的诊断性能、抗噪能力会明显下降，并认为应用RAPID时需要布设足够多的传感器，如8~16个传感器。更多的传感器，意味着更多的传感路径，布置纵横交错的路径可以更好地满足传感器网络覆盖密AiSiP(x,y)DiDAiDiS1.091.01（a）相对距离（b）等值线图6RAPID算法示意图Fig.6IllustrationofRAPIDalgorithm
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维层合板Lamb波损伤检测的加权块稀疏成像法[J]. 徐冠基,许才彬,杨志勃,陈雪峰. 西安交通大学学报. 2019(06)
[2]复合材料Lamb波时间反转检测方法研究现状[J]. 蔡笑风,刘继方,李永峰,赵文才. 无损检测. 2018(11)
[3]航天新型高性能材料的研究进展[J]. 吴凯,张铁军,姚为,韩维群. 宇航材料工艺. 2017(06)
[4]稀疏重建的兰姆波结构损伤定位[J]. 许成,张海燕. 声学技术. 2016(06)
[5]超声导波检测技术的发展、应用与挑战[J]. 何存富,郑明方,吕炎,邓鹏,赵华民,刘秀成,宋国荣,刘增华,焦敬品,吴斌. 仪器仪表学报. 2016(08)
[6]航空航天复合材料结构健康监测技术研究进展[J]. 武湛君,渠晓溪,高东岳,刘科海,冯建民. 航空制造技术. 2016(15)
[7]复合材料连接结构健康监测技术研究进展[J]. 王奕首,卿新林. 复合材料学报. 2016(01)
[8]民用飞机复合材料结构件超声相控阵无损检测技术进展[J]. 詹湘琳,韩红斌,周德新. 航空制造技术. 2014(15)
[9]无基准Lamb波时间反转损伤概率成像监测方法[J]. 王强,严夏君,陈小惠,白利. 仪器仪表学报. 2013(07)
[10]基于频率-波数域偏移的损伤被动成像识别研究[J]. 严刚,周丽. 固体力学学报. 2011(S1)
博士论文
[1]飞行器关键构件的超声导波损伤诊断成像方法研究[D]. 刘科海.大连理工大学 2016
[2]基于空间—波数滤波器的结构健康监测成像方法研究[D]. 刘彬.南京航空航天大学 2015
[3]复合材料飞机尾翼结构健康监测技术研究[D]. 高东岳.大连理工大学 2014
硕士论文
[1]基于Lamb波频率调谐和相控阵的金属板损伤检测研究[D]. 崔媛智.江苏大学 2016
本文编号：3623232
【文章来源】：航空制造技术. 2020,63(18)
【文章页数】：20 页
【部分图文】：
主动式超声导波Fig.1Flowchartofactivedamagediagnosticima((,
股喜贾孟∈璐?感器的网络，且算法简单，计算效率高，具备在实时监测中快速定位损伤的优点，有着广泛研究和应用。但这些优点也伴随着成像性能上的短板，由于DAS仅简单地融合信号时域特征，导致重建图像容易出现光斑大，信噪比差及伪像严重等问题[131]。为解决上述问题，研究人员开发了将单点TOF振幅替代为时间窗内信号能量作成像幅值[128]，时域信号加窗[129]，融合多频率图像[49]，加AiSip(x,y)po(x,y)ps(x,y)DAiDiStt0τpoτpsτp图4DAS成像原理Fig.4PrincipleofDASimaging（a）成像轨迹（b）反向时移的散射波包
197]、信号能量差异[208]等。另外，RAPID技术的定位精度受传感路径布设和路径加权函数这两种因素综合影响（式（19））。Michaels[209]指出当传感路径过少时，与同等条件下DAS算法相比，RAPID的诊断性能、抗噪能力会明显下降，并认为应用RAPID时需要布设足够多的传感器，如8~16个传感器。更多的传感器，意味着更多的传感路径，布置纵横交错的路径可以更好地满足传感器网络覆盖密AiSiP(x,y)DiDAiDiS1.091.01（a）相对距离（b）等值线图6RAPID算法示意图Fig.6IllustrationofRAPIDalgorithm
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维层合板Lamb波损伤检测的加权块稀疏成像法[J]. 徐冠基,许才彬,杨志勃,陈雪峰. 西安交通大学学报. 2019(06)
[2]复合材料Lamb波时间反转检测方法研究现状[J]. 蔡笑风,刘继方,李永峰,赵文才. 无损检测. 2018(11)
[3]航天新型高性能材料的研究进展[J]. 吴凯,张铁军,姚为,韩维群. 宇航材料工艺. 2017(06)
[4]稀疏重建的兰姆波结构损伤定位[J]. 许成,张海燕. 声学技术. 2016(06)
[5]超声导波检测技术的发展、应用与挑战[J]. 何存富,郑明方,吕炎,邓鹏,赵华民,刘秀成,宋国荣,刘增华,焦敬品,吴斌. 仪器仪表学报. 2016(08)
[6]航空航天复合材料结构健康监测技术研究进展[J]. 武湛君,渠晓溪,高东岳,刘科海,冯建民. 航空制造技术. 2016(15)
[7]复合材料连接结构健康监测技术研究进展[J]. 王奕首,卿新林. 复合材料学报. 2016(01)
[8]民用飞机复合材料结构件超声相控阵无损检测技术进展[J]. 詹湘琳,韩红斌,周德新. 航空制造技术. 2014(15)
[9]无基准Lamb波时间反转损伤概率成像监测方法[J]. 王强,严夏君,陈小惠,白利. 仪器仪表学报. 2013(07)
[10]基于频率-波数域偏移的损伤被动成像识别研究[J]. 严刚,周丽. 固体力学学报. 2011(S1)
博士论文
[1]飞行器关键构件的超声导波损伤诊断成像方法研究[D]. 刘科海.大连理工大学 2016
[2]基于空间—波数滤波器的结构健康监测成像方法研究[D]. 刘彬.南京航空航天大学 2015
[3]复合材料飞机尾翼结构健康监测技术研究[D]. 高东岳.大连理工大学 2014
硕士论文
[1]基于Lamb波频率调谐和相控阵的金属板损伤检测研究[D]. 崔媛智.江苏大学 2016
本文编号：3623232
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3623232.html
