电阻点焊接头超声检测数据评估专家系统研究

发布时间：2017-07-25 15:10

  本文关键词：电阻点焊接头超声检测数据评估专家系统研究

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【摘要】：电阻点焊由于具有生产效率高，焊接成本低，机械化和自动化程度高等优点，在轨道客车、汽车、航空航天等领域有着广泛的应用。电阻点焊焊接过程中熔核的形成和长大均是在封闭环境下完成的，并不能够直接观测到，另外焊接过程中存在着大量不确定因素，这些都给电阻点焊的质量检测造成了较大困难。 电阻点焊接头传统的质量检测方法以破坏性检测为主，其中应用最为广泛的破坏性检验方法是通过对点焊试验片或抽查点焊试件进行破坏性撕裂实验，这种方法只能够得到焊点尺寸和工件强度的大致定量信息，并不能够得到点焊接头的精确性能数值，此外该方法检测效率较低，检测过程中浪费了大量的材料，也造成了生产成本的上升。另一种破坏性检测方法是利用电阻点焊宏观金相检测来获得熔核直径大小，这种方法测量结果相对准确，但是操作复杂且耗时较长。因此要在不破坏工件的情况下实现对电阻点焊的质量检测就需要对点焊接头进行无损检测，电阻点焊的无损检测方法中应用最为广泛的是超声波检测。超声波检测方法具有应用方便、使用范围广、速度快、灵敏高效等优点，使得超声波检测在电阻点焊的质量检测方面越来越受到重视，在实际生产中具有重要的意义和价值。 焊点的超声扫描图像能够有效反映熔核的参数信息，如熔核大小、圆度等。但是影响电阻点焊超声检测图像的因素很多，为了能够对熔核质量做出准确的评价，需要建立电阻点焊超声检测C扫描图像的标准模型来对一般焊点图像进行质量评估。本文开发了电阻点焊接头超声检测专家系统用以实现焊点超声检测图像的质量评估，本专家系统可有效处理电阻点焊超声检测数据生成焊点熔核图像，并通过对焊点超声扫描图像的分析处理实现焊点图像的快速匹配，最终完成电阻点焊接头的质量评估。 本文构建了电阻点焊超声检测装置，通过该装置对焊点进行超声扫描，采集焊点超声扫描数据。利用电阻点焊超声检测专家系统提取超声A回波信号特征值得到焊点熔核的C扫描图像，，然后通过对超声C扫描图像进行灰度变换、二值化、边缘提取等一系列技术处理获得点焊熔核的轮廓图，并最终测得电阻点焊熔核尺寸。通过测量点焊金相图像得到熔核尺寸的真实值，利用电阻点焊超声检测专家系统对点焊熔核尺寸的测量值和真实值进行对比，找出测量值算法问题，改进算法最终实现专家系统测量值的稳定性和精度提高。 通过大量焊点数据的采集，建立标准焊点图像模型，利用标准焊点图像模型按照圆度、纵横比、熔核面积和周长等参数信息实现焊点熔核的图像匹配，最终完成焊点的质量评价工作。
【关键词】：电阻点焊 超声检测 专家系统
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG441.7
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 选题背景11-12
• 1.2 电阻点焊接头超声检测技术概况12-15
• 1.3 专家系统在焊接领域中的应用15-17
• 1.4 论文主要研究的内容17-19
• 第2章 电阻点焊接头超声检测方法及检测数据图像19-29
• 2.1 电阻点焊超声检测原理19-20
• 2.2 电阻点焊接头超声检测装置20-25
• 2.2.1 电阻点焊超声检测装置硬件组成21-23
• 2.2.2 电阻点焊超声检测装置软件组成23-25
• 2.3 点焊接头的超声检测流程25-28
• 2.3.1 点焊接头试件制备25-26
• 2.3.2 超声检测装置的参数设置26-27
• 2.3.3 超声系统的扫描设置27
• 2.3.4 点焊接头超声检测 C 扫描图像27-28
• 2.4 本章总结28-29
• 第3章 电阻点焊接头超声检测专家系统29-45
• 3.1 电阻点焊接头超声检测专家系统理论基础和开发工具29-33
• 3.1.1 典型焊接专家系统的结构组成29-30
• 3.1.2 专家系统的系统总体实现30-32
• 3.1.3 超声检测专家系统的开发环境和开发工具32-33
• 3.2 电阻点焊接头超声检测专家系统设计33-43
• 3.2.1 系统总体构成33-38
• 3.2.2 专家系统知识库的组织管理38-40
• 3.2.3 电阻点焊接头超声检测专家系统的推理设计40-43
• 3.3 本章小结43-45
• 第4章 电阻点焊超声检测的图像处理与分析45-65
• 4.1 点焊接头超声检测数据的导入45-47
• 4.2 电阻点焊接头的超声 A 扫描数据分析47-52
• 4.2.1 声波在介质中的传播特征47-48
• 4.2.2 超声波在电阻点焊接头内部的传播特征48-49
• 4.2.3 电阻点焊接头超声 A 扫描信号分析49-52
• 4.3 电阻点焊接头的超声 C 扫描数据的图像边缘提取方法52-59
• 4.3.1 数字图像的基本类型52-54
• 4.3.2 C 扫描成像54-55
• 4.3.3 C 扫描成像图的边缘提取方法55-59
• 4.4 电阻点焊接头的超声 C 扫描图像的匹配分析59-63
• 4.4.1 图像识别的基本概念59-60
• 4.4.2 焊点 C 扫描图像的图像识别匹配60-63
• 4.5 本章小结63-65
• 第5章 电阻点焊接头超声检测专家系统测试分析65-71
• 5.1 电阻点焊金相试样的制作65-66
• 5.2 专家系统电阻点焊熔核对比结果及分析66-70
• 5.2.1 超声检测值和实测值对比统计方法的选择66-67
• 5.2.2 超声 C 扫描图像熔核直径和实测值的对比分析67-70
• 5.3 本章小结70-71
• 第6章 结论71-73
• 参考文献73-78
• 致谢78

【参考文献】

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：571905