曲面構(gòu)件相控陣超聲成像檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、曲面構(gòu)件已在航天航空、交通運(yùn)輸、電力、醫(yī)療器械等行業(yè)的關(guān)鍵部件得到廣泛應(yīng)用，超聲無(wú)損檢測(cè)對(duì)提高其制造質(zhì)量及服役安全具有重要意義。由于曲面構(gòu)件幾何形狀復(fù)雜，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)曲面構(gòu)件的缺陷進(jìn)行定量及定性分析，成為近年來(lái)研究熱點(diǎn)。超聲相控陣技術(shù)通過(guò)控制延時(shí)時(shí)間實(shí)現(xiàn)靈活的聲束控制，具有聲束可達(dá)性好、檢測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)曲面構(gòu)件超聲相控陣檢測(cè)時(shí)存在的成像質(zhì)量低、缺陷提取及量化困難等問(wèn)題，開(kāi)展了成像參數(shù)優(yōu)化及缺陷提取量化等技術(shù)研究。
　　第一

2、章闡述了論文背景及意義，從曲面構(gòu)件的檢測(cè)方法、超聲相控陣技術(shù)、曲面構(gòu)件聲場(chǎng)仿真等方面分析了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題。引出論文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排。
　　第二章研究了超聲相控陣基本原理及關(guān)鍵技術(shù)。闡述了超聲相控陣及聲束控制的基礎(chǔ)原理，分析了超聲相控陣偏轉(zhuǎn)與聚焦模型，推導(dǎo)了聲束控制延時(shí)時(shí)間的計(jì)算方法，為研究超聲相控陣曲面構(gòu)件待測(cè)區(qū)域聚焦及偏轉(zhuǎn)掃查奠定了基礎(chǔ)。
　　第三章為解決超聲相控陣檢測(cè)成像質(zhì)量低等問(wèn)題，研究了超聲相控陣換能器輻

3、射聲場(chǎng)原理及特性，分析了換能器輻射聲場(chǎng)中陣元數(shù)、中心軸線處聲壓特性、界面情況及脈沖寬度等聲場(chǎng)特性參數(shù)對(duì)檢測(cè)成像質(zhì)量的影響。并基于時(shí)域有限差分法運(yùn)用WAVE2000軟件對(duì)曲面構(gòu)件相控陣聲場(chǎng)進(jìn)行了仿真，并通過(guò)采集聚焦點(diǎn)處聲壓幅值系統(tǒng)分析了陣元數(shù)、陣元間距及陣元寬度等幾何參數(shù)對(duì)成像質(zhì)量影響，獲得了參數(shù)優(yōu)化結(jié)果。
　　第四章針對(duì)理論分析結(jié)果，通過(guò)控制變量法對(duì)輪輞試塊及RB-3試塊進(jìn)行超聲相控陣檢測(cè)，得到了超聲相控陣檢測(cè)參數(shù)及其他因素對(duì)輪輞

4、試塊檢測(cè)成像質(zhì)量的影響規(guī)律。
　　第五章針對(duì)檢測(cè)成像質(zhì)量低、缺陷提取及量化困難的問(wèn)題，提出了迭代法與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)相結(jié)合提取缺陷的圖像處理方法，并與傳統(tǒng)迭代法、Otsu法、Bernsen法進(jìn)行對(duì)比，研究了各種方法在不同檢測(cè)孔徑下提取的缺陷面積、周長(zhǎng)及長(zhǎng)短軸等缺陷特征值。結(jié)果顯示迭代法與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)相結(jié)合具有更好的缺陷提取效果及量化精度，且增加換能器孔徑尺寸能降低缺陷量化的相對(duì)誤差。
　　最后對(duì)全文工作進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)后期研究進(jìn)行了展