基于非线性超声信号分析与处理的304不锈钢应力腐蚀损伤评价

发布时间：2021-01-02 07:39

　　304不锈钢因性能优异被广泛应用于各行业,但在腐蚀介质与恒载荷耦合作用下极易发生应力腐蚀。应力腐蚀易受周围环境的影响,具有裂纹形成慢、断裂快的特点,开展应力腐蚀早期损伤检测对工业生产实际应用具有重要的意义。非线性超声检测技术对早期损伤十分敏感,但在应力腐蚀的影响因素方面研究较少,而且难以实现腐蚀损伤有效表征,鉴于此,本文将开展基于非线性超声信号分析与处理的304不锈钢应力腐蚀损伤评价研究。研究内容如下:Ⅰ.介绍非线性超声表面波表征损伤原理,并将希尔伯特-黄和信息熵引入非线性超声信号处理,探讨了它们的基础原理、具体实现算法以及特点,并针对希尔伯特-黄信号处理方法的局限性提出相应的解决措施。Ⅱ.搭建应力腐蚀实验平台,选用应力环装置施加恒载荷,自制腐蚀槽粘在样品表面中间位置进行腐蚀实验;采用三维激光共聚焦显微镜对不同应力腐蚀损伤态的样品进行形貌观察、三维尺寸测量,探讨非线性超声表面波表征304不锈钢应力腐蚀损伤的可行性;并对比分析腐蚀浓度、应力、腐蚀时间对应力腐蚀损伤的影响作用;最后,将快速傅里叶变换FFT、希尔伯特-黄变换HHT以及信息熵应用于非线性超声表面波信号处理,分析这三种信号处理方... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 应力腐蚀研究现状
        1.2.1 应力腐蚀原理
        1.2.2 应力腐蚀损伤检测方法
    1.3 非线性超声检测研究现状
    1.4 非线性超声信号处理应用现状
        1.4.1 短时傅里叶变换
        1.4.2 小波变换
        1.4.3 希尔伯特-黄信号处理方法
        1.4.4 时频信号处理方法综合运用
    1.5 本文研究内容
2 基础原理
    2.1 非线性超声表面波的基础理论
    2.2 希尔伯特-黄变换简介
        2.2.1 HHT简介
        2.2.2 HHT算法
        2.2.3 HHT存在问题及解决办法
    2.3 信息熵简介
        2.3.1 信息熵的基础原理
        2.3.2 信息熵的数学基础
    2.4 本章小结
3 试验方案
    3.1 试样制备
    3.2 应力环加载实验装置设计
    3.3 应力腐蚀损伤评价方法
        3.3.1 微观组织与腐蚀形貌
        3.3.2 非线性超声检测系统
    3.4 本章小结
4 结果与讨论
    4.1 点蚀损伤非线性超声模拟信号的HHT处理
        4.1.1 点蚀损伤模拟信号
        4.1.2 点蚀损伤模拟信号的Hilbert谱分析
        4.1.3 点蚀损伤模拟信号的非线性参数表征
    4.2 应力腐蚀形貌与尺寸统计
        4.2.1 金相组织观察
        4.2.2 表面形貌及尺寸统计
    4.3 应力腐蚀损伤非线性超声信号的HHT处理
        4.3.1 EMD分解去噪
        4.3.2 Hilbert时频谱分析
        4.3.3 浓度对应力腐蚀损伤的影响作用
        4.3.4 应力对应力腐蚀损伤的影响作用
        4.3.5 时间对应力腐蚀损伤的影响作用
    4.4 不同信号处理方法对比分析
        4.4.1 傅里叶变换信号处理方法
        4.4.2 基于HHT的信息熵信号处理方法
        4.4.3 不同信号处理方法的特征参数对比分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：2952944