基于激光超声的金属表面缺陷定量及可视化方法研究

发布时间：2024-05-29 04:25

　　近年来金属表面缺陷激光超声检测技术正从比较简单的缺陷检测朝着无损评估的方向发展,这不仅需要检测材料中是否存在缺陷,还要对缺陷的深度、位置和尺寸信息进行评价。本文重点对金属表面缺陷深度的定量表征方法和缺陷的位置及尺寸可视化方法进行研究,以实现对表面缺陷的无损评估。本文首先对金属表面缺陷激光超声检测系统的工作原理进行了阐述,并搭建了基于热弹效应的缺陷检测实验系统。然后针对激光超声缺陷检测实验过程中采集到的超声信号信噪比低的问题,提出了一种将互补总体经验模式分解与小波软阈值相结合的联合去噪算法,并与其它算法进行了对比。结果表明,所提的去噪算法既避免了小波阈值法在低信噪比情况下去噪性能差的问题,又克服了EMD分解存在的模态混叠问题,并利用自相关函数的特性对需要舍弃的IMF分量的范围进行了客观的界定,有效的提高了超声信号的信噪比及均方根误差,避免了能量损失和信号失真的问题。与其它算法相比,具有更好的自适应性和稳定性,为表面缺陷深度的定量表征研究奠定了良好的基础。为了对金属表面缺陷的深度信息进行定量评价,采用基于反射回波中心频率、反射回波小波包频带能量和、透射波时频域畸变特征这三种分析方法将能够表...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

分布直方图0.000.01S80S81S82S83S84S85S86（）和能量

中北大学学位论文35为了能够更加直观的对表3-4中的数据进行分析，绘制能量分布直方图如图3-11所示。从图3-11（a）可以看出，当裂纹深度为0.2mm时，中心频率所在频带S83的能量最大，其值为0.03404，与之相邻的能量较高的频带S82能量为0.00783，这两个频带能量之....

分布直方图0.000.05S80S81S82S83S84S85S86（b）0.4mm～0.6mm能量

中北大学学位论文35为了能够更加直观的对表3-4中的数据进行分析，绘制能量分布直方图如图3-11所示。从图3-11（a）可以看出，当裂纹深度为0.2mm时，中心频率所在频带S83的能量最大，其值为0.03404，与之相邻的能量较高的频带S82能量为0.00783，这两个频带能量之....

图4-4声表面波在铝板中传播的波场图（圆孔缺陷）

中北大学学位论文48且可以看出缺陷的横向分布范围大概在Y=11.5mm～13mm之间，纵向分布范围大概在X=4mm～6mm之间，与模型中缺陷的分布区域相符。根据以上分析，可以在没有任何参考数据的情况下检测出凹槽缺陷的大概位置。图4-4为利用上述的数据整合方法得到的不同时刻声表面波....

图4-9扫查区域内声表面波能量分布图（凹槽）

中北大学学位论文55图4-9为声表面波在含有凹槽缺陷的铝板扫查区域内传播的能量分布图。图4-9扫查区域内声表面波能量分布图（凹槽）Fig.4-9Surfaceacousticwaveenergydistributioninthescanningarea(groove)从图中可以清....

本文编号：3984074