基于模态分解与机器学习的金属薄板损伤识别研究

发布时间：2025-01-10 22:39

　　基础建设和航天工业等领域中大量使用到了金属薄板,这些薄板在使用前和使用中都必须要经过严格的损伤检测。复杂的现场环境和大面积的检测范围更适合超声兰姆波这种装置简单、探伤能力强的技术手段。高频兰姆波具有多模态的特征,在实际测试中会严重干扰测试输出结果,特征参数不能有效辨识。本文针对检测薄板时环境复杂情况,采用声直射入法将叠堆压电陶瓷激发的超声波传至检测薄板,降低兰姆波的激发频率以减少来自兰姆波自身的模态干扰。本文先阐述了超声兰姆波的检测原理,使用Matlab编写程序绘制出1.5mm厚金属钢板的理论频散曲线。搭建实验平台采集了无损伤、孔型缺陷、槽型缺陷、焊点4种类型下共90个样本数据,同时对这4种类型的波形编码区分并建立输入输出关系。由于超声兰姆波本身较复杂,加上采集环境、金属薄板反射波的干扰,需要对信号有效地降噪预处理,其中传统经验模态分解、改进型完全噪声辅助聚合经验模态分解以及变分模态分解均有一定的效果,通过Hilbert包络谱比较了三种方法的优点,本文选择ICEEMDAN方法作为预处理手段。然后通过对各阶IMF分量进行时域特征参数提取,对FFT频谱以及Hilbert边际谱的特征信息进行提...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1金属薄板的广泛用途

中北大学学位论文11.绪论1.1研究背景及意义工业时代革命的到来，也推动了金属薄板逐渐应用于很多领域，包括国防、水利、工业生产应用等，其中，不锈钢薄板已成为传统钢铁工业板材中必不可少的一种材料。因此，对薄板的应用及其生产的产品质量也要求极高[1]。（a）内燃锅炉（b）管道图1-1....

图2-21.5mm板材相速度频散曲线

中北大学学位论文14图2-21.5mm板材相速度频散曲线Figure2-2Phasevelocityofsteelplateinthispaper图2-31.5mm板材的群速度频散曲线Figure2-3Groupvelocityofsteelplateinthispaper从图2....

图2-31.5mm板材的群速度频散曲线

中北大学学位论文14图2-21.5mm板材相速度频散曲线Figure2-2Phasevelocityofsteelplateinthispaper图2-31.5mm板材的群速度频散曲线Figure2-3Groupvelocityofsteelplateinthispaper从图2....

图3-3缺陷部位应力云图

中北大学学位论文27图3-3缺陷部位应力云图Figure3-3Stresscloudofthedefect仿真设置时在接收端设置了悬浮电位，可以清晰的监测到接收端的信号，从图3-4可以看出，接收端可以接收到波形传播的电压变化。图3-4叠堆压电陶瓷两端的电位信号Figure3-4P....

本文编号：4025532