基于数字化信号处理的焊缝导波缺陷识别

发布时间：2021-10-22 03:24

　　焊接结构在国防、航天、核工业、交通等重要领域有着广泛的应用,且对焊接质量有着很高的要求。本文围绕铝合金焊缝超声导波缺陷检测的相关问题展开研究,并着重研究了超声导波检测信号的相关处理方法,主要包括噪声信号抑制以及缺陷信号识别等。首先分析了超声导波信号成分,衰减和非平稳特性。对典型缺陷的回波信号分别进行了时域、频域和时频域分析,结果表明不同缺陷的超声导波信号特征存在明显的区别。接下来研究了相关的信号处理方法:最小二乘法、快速傅里叶变换、希尔伯特-黄变换、均值滤波、相关性。处理效果较好。对焊缝超声导波信号进行了噪声抑制研究,小波分解表明噪声成分主要存在于信号的高频部分。小波阈值去噪最优参数确定为:dbn小波基,消失矩阶数选6阶,分解层数3层。针对传统小波方法存在的噪声抑制及信号恢复的不足,本文在相关性分析的基础上,提出了基于信号相关的改进小波去噪法。结果表明,所提方法有效弥补了传统方法由于阈值收缩而导致信号失真的弊端。在此基础上,提出了基于信号相关的改进小波包去噪法。仿真实验的结果表明,相比于传统的小波、小波包去噪法,所提方法具有更好的噪声抑制及缺陷信号恢复效果。制作了铝合金焊缝人工缺陷试件... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

超声导波传播示意图

a）频散曲线 b）分层缺陷图 1-2 扫频法结果国内的研究起步较晚，但也取得一些不错的成果。马书义[14]通过实验研究超声导波技术在管道变形检测中的可行性。结果表明：L（0，2）模态导波能够反映细微的管道变形，变形后的缺陷回波能够清晰识别；回波的幅值能够反映其变形情况，根据时间历程可以定位缺陷位置。如图 1-3 所示。

a）频散曲线 b）分层缺陷图 1-2 扫频法结果国内的研究起步较晚，但也取得一些不错的成果。马书义[14]通过实验研究超声导波技术在管道变形检测中的可行性。结果表明：L（0，2）模态导波能够反映细微的管道变形，变形后的缺陷回波能够清晰识别；回波的幅值能够反映其变形情况，根据时间历程可以定位缺陷位置。如图 1-3 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机电阻抗与超声导波综合技术的复合材料板损伤定位[J]. 刘增华,曹瑾瑾,吴斌,何存富.  北京工业大学学报. 2018(05)
[2]超声导波管道检测中伪缺陷信号识别及消除方法[J]. 王悦民,耿海泉,陈乐,邓文力,叶伟.  中国科学:技术科学. 2017(02)
[3]果蝇优化小波阈值超声检测信号去噪[J]. 李大中,赵杰,孙立江,张坤.  中国测试. 2016(07)
[4]管道变形损伤超声导波检测试验研究[J]. 马书义,武湛君,刘科海,王奕首.  机械工程学报. 2013(14)
[5]基于Lamb波的薄壁槽状结构损伤检测研究[J]. 陆希,孟光,李富才.  振动与冲击. 2012(12)
[6]镁合金超声检测的相关增强小波去噪技术[J]. 陈振华,赵二虎,胡怀辉.  失效分析与预防. 2012(02)
[7]改进的小波阈值消噪法应用于超声信号处理[J]. 陈益,李书.  北京航空航天大学学报. 2006(04)
[8]基于神经网络的自适应滤波技术及其在超声检测中的应用[J]. 杨克己.  仪器仪表学报. 2005(08)
[9]基于最小值选中次数的分离谱加权算法的超声信号处理方法研究[J]. 雷华明,聂文滨,阙沛文.  无损检测. 2005(02)
[10]航空发动机叶片超声检测信号的小波分析方法[J]. 袁英民,崔海涛,温卫东.  燃气涡轮试验与研究. 2003(02)

博士论文
[1]扩谱通信抗干扰的现代信号处理应用研究[D]. 王曰海.浙江大学 2014

硕士论文
[1]噪声背景下金属材料小缺陷超声检测关键技术的研究[D]. 叶钱.浙江大学 2015
[2]基于Lamb波信号时频分析的铝合金结构损伤检测的研究[D]. 林宇.电子科技大学 2014
[3]超声无损检测装置的研究与设计[D]. 沈毅.南京邮电大学 2011
[4]损伤复合材料梁结构中兰姆波的反射与透射研究[D]. 袁晚春.南京航空航天大学 2007



本文编号：3450287