脉冲涡流检测频域特征提取与缺陷表征研究

发布时间：2017-03-27 08:14

  本文关键词：脉冲涡流检测频域特征提取与缺陷表征研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：脉冲涡流检测是近年来发展迅速的一种比较先进的无损检测技术。由于脉冲激励频谱分量丰富,因此相比于传统的涡流检测技术,其可以同时检测到被测部件中不同深度的缺陷,获得更多的缺陷信息,在航空航天、核能电力、石油化工等领域有着广阔的应用前景。本文研究脉冲涡流检测的信号特征提取和缺陷表征方法,以提高脉冲涡流检测技术对缺陷的分类识别能力,从而推动脉冲涡流检测技术的进步。 目前对脉冲涡流检测缺陷识别的研究主要集中在时域上,对脉冲涡流丰富的频域信息的应用较少。脉冲激励信号可以被看作是一组多频不等幅正弦合成信号,由于趋肤效应的存在,高频成分仅受到上表面缺陷的影响,而低频成分会同时受到上、下表面缺陷的影响。本文选取能够充分表达缺陷位置、尺寸等信息的频域特征量,并分析不同缺陷参数对特征量的影响,进而进行缺陷的分类识别研究。针对腐蚀缺陷和铆钉孔边裂纹缺陷分别提出了频域缺陷分类识别判据,充分利用了脉冲激励频率分量丰富这一特点。该判据简单明确,通过提取信号的高、中、低频特征量,实现了对航空铝材上缺陷的位置、大小以及深度这三个主要参数的分类识别与比较。 相对于实验研究,仿真研究成本更低,研究更灵活,并且可以有效地避免实验研究中不确定因素带来的干扰。本论文首先采用基于电磁场理论编写的二维轴对称以及三维有限元仿真程序进行数值模拟,并通过实验验证仿真模型的正确性。 本研究将进一步丰富涡流无损检测理论,促进我国涡流无损检测技术的应用和发展。成果将可应用于检测飞机蒙皮或其他部件深处的细小缺损,对保障飞机安全,提高飞行可靠性和延长飞机寿命等方面有重要意义。
【关键词】：脉冲涡流检测 频域分析 特征提取
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG115.28
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• Table of contents9-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 无损检测技术概述12-13
• 1.3 涡流无损检测技术13-17
• 1.3.1 涡流检测技术基本原理13-14
• 1.3.2 涡流检测技术的发展历程14-16
• 1.3.3 涡流检测的特点16-17
• 1.4 脉冲涡流检测技术17-21
• 1.4.1 脉冲涡流检测的历史及发展18-20
• 1.4.2 脉冲涡流检测技术的研究热点20-21
• 1.5 脉冲涡流检测信号特征提取的研究现状21-24
• 1.6 本文主要研究工作24-27
• 第二章 脉冲涡流检测技术的理论基础27-35
• 2.1 脉冲涡流检测的工作原理27-28
• 2.2 脉冲涡流的趋肤效应28-30
• 2.3 涡流场的控制方程及数学表述30-35
• 第三章 脉冲涡流检测的有限元分析与实验验证35-53
• 3.1 脉冲涡流响应的计算35-39
• 3.1.1 区域分解方法35-36
• 3.1.2 瞬时响应的计算36-39
• 3.2 实验验证39-48
• 3.2.1 脉冲涡流检测系统39-41
• 3.2.2 检测探头的设计41-42
• 3.2.3 小波去噪42-45
• 3.2.4 有限元模型的实验验证45-48
• 3.3 脉冲涡流检测参数影响分析48-53
• 3.3.1 探头有无磁芯的影响49-50
• 3.3.2 激励脉冲频率的影响50-51
• 3.3.3 激励脉冲电流幅值的影响51-53
• 第四章 脉冲涡流检测频域特征提取与缺陷表征53-69
• 4.1 腐蚀缺陷的信号特征提取与缺陷表征53-57
• 4.1.1 仿真模型及网格划分53-54
• 4.1.2 腐蚀信号频域特征量54-56
• 4.1.3 腐蚀的表征56-57
• 4.2 孔边裂纹的特征提取与缺陷表征57-69
• 4.2.1 仿真模型及网格划分57-61
• 4.2.2 孔边裂纹信号频域特征量61-64
• 4.2.3 孔边裂纹的表征64-65
• 4.2.4 简化的上表面裂纹表征65-69
• 第五章 总结与展望69-71
• 5.1 本文总结69
• 5.2 展望69-71
• 参考文献71-76
• 攻读硕士期间发表的论文76-77
• 致谢77

【参考文献】

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本文编号：270120