基于拓扑神经网络的超声波缺陷检测方法研究

发布时间：2023-01-30 10:57

　　石油是一个国家工业发展的血脉,是国家发展不可或缺的战略物资。我国目前已有近7000座石油储罐,建立起了一个基本完善的石油储备基地。受所处环境和使用条件的影响,石油储罐常受到腐蚀侵害。而由于所处位置的特殊性,石油储罐的罐底受腐蚀侵害最为严重。因此,探索研究出一种高效率、高质量的石油储罐罐底腐蚀缺陷的检测方法具有深远的意义。本文首先对超声Lamb波频散特性进行了研究,描绘了Lamb波在钢板中传播的频散曲线,对超声波缺陷检测原理进行了阐述;接着利用ABAQUS有限元软件,数值模拟了Lamb波在钢板中的传播,并用椭圆定位技术对缺陷位置进行定位,探讨了不同类型缺陷和传感器的布置方式对钢板缺陷检测结果的影响;然后借助于MATLAB软件,训练出可识别出缺陷类型的拓扑神经网络,并用检验数据验证了神经网络缺陷的识别率;最后,搭建起一套基于LabVIEW的超声波无损检测实验系统,用实验的方法验证理论和数值模拟计算的准确性。通过研究,观测到了超声Lamb波在钢板试件中的频散现象,并用椭圆定位技术对不同两种不同形状的缺陷的位置进行了有效的识别,并且传感器为矩阵排列时的识别效果比传感器为线性排列时的识别效果好。... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 石油储罐检测方法应用现状
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 超声Lamb波检测国外研究现状
        1.3.2 超声Lamb波检测国内研究现状
    1.4 课题来源及研究内容
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 主要研究内容
        1.4.3 创新点
第2章 超声Lamb波的基本理论
    2.1 超声Lamb简介
        2.1.1 Lamb波频散方程
        2.1.2 Lamb波频散曲线
    2.2 超声Lamb波的检测原理
    2.3 本章小节
第3章 有限元超声Lamb波缺陷定位
    3.1 有限元方法及ABAQUS简单介绍
    3.2 超声Lamb波有限元建模参数
        3.2.1 分析步
        3.2.2 载荷
        3.2.3 网格大小
    3.3 Lamb波传播频散现象
    3.4 Lamb波缺陷定位技术
        3.4.1 Lamb波在板中的传播
        3.4.2 椭圆定位技术
        3.4.3 有限元仿真结果分析
    3.5 不同类型缺陷的仿真结果
    3.6 传感器的排列方式对仿真结果的影响
    3.7 本章小节
第4章 基于拓扑神经网络的钢板缺陷识别技术
    4.1 人工神经网络的概念
    4.2 人工神经的拓扑特性
        4.2.1 联接模式
        4.2.2 网络的分层结构
    4.3 拓扑神经网络
        4.3.1 激活转移函数
        4.3.2 拓扑神经网络的结构
        4.3.3 学习算法
    4.4 基于拓扑神经网络的超声缺陷识别
        4.4.1 MATLAB简介
        4.4.2 主要函数说明
        4.4.3 网络结构的确定
        4.4.4 拓扑神经网络的仿真分析
    4.5 本章小节
第5章 基于LabVIEW的超声波无损检测实验
    5.1 实验系统简介
        5.1.1 整体实验系统
        5.1.2 探头
        5.1.3 耦合剂
        5.1.4 硬件系统
        5.1.5 LabVIEW虚拟仪器软件
        5.1.6 检测试件
    5.2 基于LabVIEW的仪器调试
    5.3 实验验证
        5.3.1 探头布置
        5.3.2 数据采集
        5.3.3 实验结果
    5.4 本章小节
第6章 结论
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：3733000