薄膜涂层材料界面缺陷检测方法研究

发布时间：2016-09-05 18:20

本文关键词：复合材料无损检测与缺陷评估技术——庆祝中国机械工程学会无损检测分会成立三十周年，，由笔耕文化传播整理发布。

《上海交通大学》 2009年

薄膜涂层材料界面缺陷检测方法研究

徐兵

【摘要】： 薄膜涂层材料在航空航天,建筑等领域有广泛的应用,可以增强材料耐腐蚀、防热、耐氧化、抗磨、耐辐射、高强轻质、密封性等性能。为保证薄膜涂层结构的可靠性和安全性,工程中对涂层材料质量的要求也越来越高。由于涂层界面处较易产生孔洞、裂纹、脱粘等缺陷,除了界面强度特性要求必须满足外,对涂层界面质量即有无缺陷的检测,也是工程应用中亟待解决的问题。利用超声表面波进行涂层材料界面缺陷定征是目前无损检测领域研究的热点和难点。利用薄膜涂层的波传播和响应特性,探索一种简单的界面缺陷探伤方法。利用信号处理技术,采用对界面缺陷敏感的复合信号参数,而不是直接的物理量,来检测界面缺陷。超声检测技术在无损检测领域有着广泛的应用,但缺陷的定性识别问题一直未得到彻底解决,这是因为缺陷回波是一种典型的瞬态脉冲信号,而小波变换具有多分辨辨析和时频分辨率高的特点,特别适用于对瞬态信号的分析处理。本论文的研究工作分为三部分:(1)比较目前常用和最新的无损检测方法,提出采用小波包分析处理响应信号。(2)研究能量和缺陷之间的关系,提出相对能量特征指标,程序化计算实现。(3)通过有限元分析,研究相对能量特征指标和涂层厚度,缺陷大小,材料特性之间的关系,以达到定量检测缺陷的位置和大小的目的。在本论文的第一部分工作中,分析比较各种当前无损检测方法,尤其是超声表面波检测的响应信号处理方法,小波包分析已经在复合材料缺陷损伤检测中应用,研究了应用小波包信号分析方法处理响应信号。在第二部分研究工作中,基于小波包信号处理理论的特点,提出小波包相对能量特征指标。将结构缺陷和信号能量联系起来,验证该指标对缺陷的敏感性。在第三部分研究工作中,通过有限元程序分析得到该相对能量特征指标和涂层厚度,缺陷大小,材料性质它们之间的关系,对缺陷位置进行定位,为确定裂纹大小提供理论依据。

【关键词】：
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TB304
【目录】：

摘要4-6

ABSTRACT6-10

第一章绪论10-17

1.1 概述10-11

1.2 复合材料超声表面波无损检测研究概况11-12

1.3 小波包分析信号处理研究概况12-14

1.4 薄膜涂层材料界面缺陷检测的研究概况14-15

1.5 本文研究主要内容15-17

第二章小波包分析基本理论17-25

2.1 小波包分析理论概述17-22

2.2 小波包分析基本原理22-25

第三章小波包相对能量特征基本理论25-30

3.1 小波包相对能量特征理论概述25-27

3.2 小波包相对能量特征基本原理27-30

第四章基于小波包能量特征的薄膜涂层材料界面缺陷检测30-42

4.1 薄膜涂层材料中波传播特性概要30-31

4.2 分析模型及有限元模拟31-34

4.3 模拟结果及分析34-41

4.4 结论41-42

第五章薄膜厚度对含界面缺陷的涂层材料小波包能量特征的影响42-53

5.1 影响信号能量特征指标因素42-45

5.2 小波包相对能量特征指标提取45-48

5.3 确定裂纹尺寸48-51

5.4 结论51-53

第六章结论与展望53-55

6.1 本文结论53

6.2 展望53-55

参考文献55-58

致谢58

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【参考文献】

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1 黄晶,阙沛文;小波分析在管道缺陷超声检测中的应用[J];传感技术学报;2003年03期

2 徐丽;张幸红;韩杰才;;航空航天复合材料无损检测研究现状[J];材料导报;2005年08期

3 吴耀军,陶宝祺,史习智;基于小波包技术的复合材料损伤检测[J];复合材料学报;1997年04期

4 何长涛;马孜;陈建国;赵汝进;;基于小波变换的薄膜激光损伤识别[J];激光技术;2007年02期

5 师小红;敦怡;徐章遂;王峰;孙钦蕾;;基于“能量-缺陷”的金属基复合材料缺陷信号特征提取[J];计算机测量与控制;2006年01期

6 童兆和,江福明,丁传贤,殷庆瑞;扫描电声显微镜在涂层缺陷检测中的应用[J];无机材料学报;1992年03期

7 姜增国;瞿伟廉;闵志华;;基于小波包分析的结构损伤定位方法[J];武汉理工大学学报;2006年11期

8 罗雄彪;万英;;基于小波变换的超声信号自适应消噪方法研究[J];无损检测;2005年12期

9 刘松平;;复合材料无损检测与缺陷评估技术——庆祝中国机械工程学会无损检测分会成立三十周年[J];无损检测;2008年10期

10 吴时红,陈颖,何双起;超声显微检测系统在涂层检测中的应用研究[J];宇航材料工艺;2005年04期

【共引文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 李多田;张伟林;;结构无损检测与小波分析方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年03期

2 张冬雨;刘小方;杨剑;成坤;;基于小波包变换的复合材料分层缺陷信号特征分析[J];兵工自动化;2009年11期

3 鲁大伟,李书;小波变换在层板实时损伤检测中的应用[J];北京航空航天大学学报;2003年11期

4 赵晶;戴波;;小波分析在管道超声裂纹检测中的应用[J];北京石油化工学院学报;2008年01期

5 王国军;孙颖;李嘉禄;;超声评价碳/环氧三维编织复合材料的实验分析[J];玻璃钢/复合材料;2009年06期

6 徐勇超;董恩生;姜亦林;庞宇;吴云靖;;一种飞机复合材料构件损伤检测的新方法[J];玻璃钢/复合材料;2010年03期

7 刘必荣;小型柴油机曲轴表面缺陷磁粉探伤[J];表面技术;2004年03期

8 刘必荣,董家美;影响表面缺陷磁粉探伤检测质量的研究[J];表面技术;2004年05期

9 王敏;;工业用X-CT检测技术[J];传动技术;2007年03期

10 张颖;;基于CCD成像的火车轴承滚子表面磁粉探伤检测系统研究[J];长春工程学院学报(自然科学版);2009年01期

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1 杨辰龙;王力求;徐志农;;超声TOFD信号的改进Hilbert变换方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

2 王蒙;阳能军;王新刚;;声发射检测技术研究现状与发展趋势[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集（2011）上册[C];2011年

3 孙燕平;戈志华;;基于小波分析的汽轮机早期振动故障识别技术研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

4 郑林;何长光;彭正坤;李迪凡;张津;;复合材料内部缺陷的短波长X射线衍射扫无损检测技术[A];第十届中国科协年会论文集（三）[C];2008年

5 董晓马;张为公;;小波分析技术在复合材料损伤检测中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年

6 高成强;王汉功;刘小方;阳能军;;大型复合材料构件的无损检测方法研究[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年

7 李德根;武炳焕;张文杰;;超声波在球墨铸铁件球化率检测中的研究与应用[A];2009中国铸造活动周论文集[C];2009年

8 周兵;徐金雄;周延周;;波长扫描干涉透视测量复合材料内部三维离面位移场分布[A];第17届全国复合材料学术会议（复合材料检测与测试技术分论坛）论文集[C];2012年

9 张伟;郭凯宁;汪海峰;;浅谈影响表面缺陷磁粉探伤的检测质量[A];2013年全国钢结构技术学术交流会论文集[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库前10条

1 倪辰荫;扫描激光源法激发声表面波用于金属表面裂纹检测的研究[D];南京理工大学;2010年

2 丁北斗;基于环境激励网架结构的模态分析与损伤识别研究[D];中国矿业大学;2010年

3 蒋永华;旋转机械非平稳信号微弱特征提取方法研究[D];重庆大学;2010年

4 石常亮;面向再制造铁磁性构件损伤程度的磁记忆/超声综合无损评估[D];哈尔滨工业大学;2011年

5 李孟麟;融合叶尖定时信号的旋转机械转子故障诊断技术研究[D];天津大学;2011年

6 李国厚;导电结构涡流/超声检测与评估技术的研究[D];浙江大学;2011年

7 林莉;合金钢显微组织超声无损表征研究[D];大连理工大学;2003年

8 胡自力;含损伤智能结构的性能表征与细观分析[D];南京航空航天大学;2003年

9 杨学春;基于应力波原木内部腐朽检测理论及试验的研究[D];东北林业大学;2004年

10 张清华;基于概率可靠度的结构损伤识别理论研究及应用[D];西南交通大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库前10条

1 张颜艳;奥氏体不锈钢组织超声无损评价研究[D];南昌航空大学;2010年

2 高盼盼;水闸结构损伤的动力诊断研究[D];河北农业大学;2011年

3 万新通;基于锚杆组群工作荷载无损检测的巷道围岩稳定性研究[D];太原理工大学;2011年

4 刘百成;永磁激励下应力检测方法的研究[D];沈阳工业大学;2011年

5 张贺斌;超声检测技术在复合材料构件上的应用研究[D];武汉理工大学;2011年

6 张翔;复合材料二维随机孔隙模型优化及孔隙形貌对声学参数影响分析[D];大连理工大学;2011年

7 孙达根;基于单片机和CPLD的超声波人造板强度检测[D];北京林业大学;2011年

8 朱红莲;基于小波变换和支持向量机的超声缺陷检测研究[D];南京信息工程大学;2011年

9 缪荣松;基于小波—包络的重载货运列车滚动轴承振动故障诊断[D];中南大学;2011年

10 沈毅;超声无损检测装置的研究与设计[D];南京邮电大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 张立功,张佐光;先进复合材料中主要缺陷分析[J];玻璃钢/复合材料;2001年02期

2 李宏男,孙鸿敏;基于小波分析和神经网络的框架结构损伤诊断方法[J];地震工程与工程振动;2003年05期

3 桂中华,韩凤琴,张浩;小波包特征熵提取水轮机尾水管动态特性信息[J];电力系统自动化;2004年13期

4 高鹰,谢胜利;一种变步长LMS自适应滤波算法及分析[J];电子学报;2001年08期

5 殷庆瑞;唐振;张惠静;江福民;王通;王惠芳;丁积祥;梁坚;韦建勇;朱祖福;;扫描电—声显微镜及其应用[J];电子显微学报;1990年04期

6 刘松平;刘菲菲;郭恩明;李乐刚;曹正华;;炭纤维织物复合材料微结构超声成像方法[J];复合材料学报;2008年03期

7 吴耀军,陶宝祺,史习智;基于小波包技术的复合材料损伤检测[J];复合材料学报;1997年04期

8 赵慧蓉;固体火箭发动机喷管粘接界面的超声检测[J];固体火箭技术;2000年02期

9 魏勤,尤建飞,彭如海,李丁一,成建兵;超声C扫描成像系统在铝基复合材料无损检测中的应用[J];华东船舶工业学院学报;2000年02期

10 陈伯火;火箭发动机固体药柱的X射线照相检验[J];洪都科技;1999年03期

【相似文献】

中国重要会议论文全文数据库前1条

1 徐绯;赵燕;李玉龙;;一种可描述不连续的SPH方法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

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1 寇明龙;无网格伽辽金法中的不连续问题[D];南京航空航天大学;2007年

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