基于图像形态学的焊缝区域提取与对比度提升技术

铝板焊接后可使用X射线进行焊缝内部缺陷检测,由于X射线成像存在噪声多、对比度低、焊缝区域边缘模糊、焊缝区域与背景区域灰度分布较为相似等问题,使用传统边缘检测方法效果欠佳。提出了一种自动提取焊缝区域并提高其对比度的方法,通过去噪处理、边缘检测、形态学操作等步骤,最终确定焊缝区域位置,并对焊缝区域内像素值进行线性变换,提高了焊缝区域的对比度。实验结果表明,该方法针对大批量的铝板X射线图片,都能够自动提高焊缝区域的对比度,具有良好的鲁棒性和准确性。

增材制造小缺陷的显微CT检测

通过高精度金属增材制造技术设计制造了两组不同类型的缺陷试件,并基于显微CT检测技术和缺陷解剖金相检测方式,研究显微CT对增材制造小缺陷的实际检测能力。试验结果表明,显微CT在体素尺寸5μm下能有效检出尺寸为20μm的人工缺陷;金相检测与CT检测结果基本一致,缺陷尺寸测量差小于10μm;由于部分体积效应的影响,更小尺寸缺陷的尺寸测量结果误差更大。

基于改进的VGG-16网络结构的焊缝缺陷识别技术研究

焊接技术在多个领域广泛应用,近年来焊缝缺陷的自动检测已成为研究的热点。本文针对铝合金熔焊焊缝的X射线图像,采用VGG-16卷积神经网络作为基础网络,提出了一种SC-VGG的新型网络结构。该结构通过引入多尺度合成卷积层来替代传统的单一卷积层,优化了训练过程中的损失函数,使网络更加聚集于焊缝缺陷类型的精确预测。实验结果表明,SC-VGG网络结构在训练过程中展现出了良好的收敛性。与其他网络相比,SC-VGG网络在提取焊缝缺陷特征方面表现优异,其平均准确率和召回率分别达到了95.86%和98.33%,为焊缝缺陷的自动化分类提供了算法支撑。

多层黏接结构的阵列超声检测评价方法

在金属与橡胶等非金属材料的多层黏接结构的超声检测中,介质间声阻抗差异和超声衰减显著,致使脱黏缺陷检测信噪比低,缺陷识别困难。为了提高多层黏接结构中脱黏缺陷的检出能力,提出了基于线性阵列超声换能器的超声检测评价方法。分析了声波在黏接界面的传播特性,得出声波在多介质层系的反射系数频谱关系;基于多层黏接结构的三维CAD检测模型,建立多层结构的阵列超声声束路径通用计算方法,依据多层介质的刚度矩阵传递模型,构建数值仿真分析模型,实现阵列超声聚焦方案和检测工艺的设计;分析了不同黏接状态下界面回波信号的幅度谱,提出采用幅度谱特征进行C扫描成像的方法。实验结果表明:所提阵列超声检测评价方法可有效提升多层黏接结构的检测效率,提高检测信噪比,降低脱黏缺陷C扫描成像表征的复杂度。

基于粗糙集的复方右归丸优化与验证

目的:探讨粗糙集理论在中医方证研究中的作用,为更好的研究中药大复方提供新的方法。方法:复制肾阳虚大鼠模型,同时用右归丸不同配比药液干预,分别观察早期、中期和晚期肾阳虚大鼠甲状腺和性腺轴功能指标,应用粗糙集理论建立起药物与证候指标之间的数学模型,分析复方右归丸中各药物的重要性,对药方进行优化并给予验证。结果:肾阳虚大鼠服用基于粗糙集法的优化药方后,各项指标都比原方达到了更理想的预期值,粗糙集模型预测误差基本保持在10%左右,说明该预测模型对于中药复方的优化是可行的。结论:粗糙集可用于复方配伍研究。

空气耦合超声技术在航空航天复合材料无损检测中的应用

制备预埋人工缺陷的蜂窝夹芯复合材料、模压复合材料和陶瓷基复合材料试样,利用自主研制的内置专用信号处理单元的空气耦合超声无损检测系统进行试验,实现GFRP蒙皮Nomex蜂窝夹芯复合材料模拟脱粘缺陷检测、模压复合材料模拟内部分层缺陷检测以及C/SiC复合材料模拟内部分层缺陷检测。试验结果表明,空气耦合超声无损检测技术可应用于蜂窝夹芯复合材料、模压复合材料以及陶瓷基复合材料构件的非接触无损检测,在航空航天工程领域应用前景广阔。

SAFT成像技术在棒材超声成像检测中的应用

以变形钛合金棒材为检测对象,将超声合成孔径聚焦技术(SAFT)算法进行适当的改进,使其适合棒材检测。对棒材试块进行SAFT成像和B扫描成像,通过比较,发现SAFT成像能够增强缺陷信号,提高检测灵敏度。

钛合金厚板焊缝超声相控阵信号和图像的特征与识别

使用超声相控阵技术检测了钛合金厚板焊缝中的典型缺陷,分析各种典型缺陷的扫描图像特征,总结相控阵技术对缺陷的定性方法,并与常规超声检测方法进行比较。结果表明,结合A扫描和S扫描,相控阵检测方法能够有效对厚板焊缝缺陷进行识别、定位和定量。检测灵敏度和检测效率较A扫描得到大大提高。

2219铝合金搅拌摩擦焊“弱连接”缺陷的制备及表征

搅拌摩擦焊焊缝金属的塑性流动与工件表面状态对焊缝的微观组织演化及焊缝缺陷形成有着十分重要的影响,采用"示踪铜箔"探索了可视化示踪材料紫铜箔在搅拌摩擦焊接头内的迁移行为。为进一步分析和证明搅拌摩擦焊接头"弱连接"缺陷形成机制,进行了2219铝合金(阳极化处理)的搅拌摩擦焊试验。结果表明,焊件表面未清理的氧化膜在搅拌摩擦接头内形成了一条始于后退侧、而在前进侧取向发生逆向延伸的黑色流动迹线,即"S"线弱连接缺陷。

基于粗糙集理论的右归丸配伍研究

中医方剂在机体中的作用十分复杂,存在着大量的不确定信息。在获得动物实验数据的基础上运用粗糙集理论对右归丸中各组成药物的地位及其与证候指标的关系进行了分析。研究结果提示基于粗糙集理论的方剂研究具有一定的意义与实践价值,对方剂优化具有指导作用。

基于相控阵超声的铝合金熔焊缝缺陷深度定位技术研究

传统的射线照相检测技术仍是铝合金熔焊缝缺陷的主要检测方式,由于传统射线照相检测无法测量缺陷在焊缝高度方向上的尺寸和位置,在缺陷的定位和排除方面存在不足,从而加大缺陷排除的工作量,甚至由于缺陷排除方向错误造成焊缝挖穿,影响补焊质量。相控阵超声检测技术通过接收缺陷回波来实现缺陷检测,可以反映缺陷的尺寸和位置信息。本文采用Omni Scan MX相控阵超声检测仪和5L64-A2相控阵探头针对对比试块、铝合金熔焊缝缺陷进行了定位技术研究,并与缺陷微观测量、宏观测量的结果进行对比,结果表明基于相控阵超声检测的铝合金熔焊缝缺陷深度定位检测结果与微观检测结果基本一致,可以采用相控阵超声检测技术进行铝合金熔焊缝缺陷深度定位。

搅拌摩擦焊焊缝阵列超声全聚焦成像检测技术

针对航天薄壁铝合金搅拌焊焊缝的高精度、高分辨率检测应用需求,开展了阵列超声全聚焦成像检测技术研究。基于斜楔块耦合下横波多次反射全聚焦优化算法搭建了阵列超声检测系统,利用该系统对厚度为6 mm搅拌摩擦焊焊缝不同位置处的Φ0.35 mm横孔进行了相控阵超声扇形扫描成像和阵列超声全聚焦成像检测对比试验。试验结果表明,两种方法均能够有效检测出焊缝中心或热力影响区的横孔,但阵列超声全聚焦成像检测技术在信噪比和纵向分辨力方面更具优势,该技术的发展为航天领域复杂构件高精度、高分率、高可靠性检测难题的解决提供了新的思路和途径。

用于航天蜂窝结构的激光与红外无损检测技术

介绍了错位散斑、红外热成像等无损检测新方法的原理,并利用各方法对预置缺陷的航天蜂窝结构样件进行了无损检测,获得了清晰的缺陷检测图像。选取激光错位散斑检测技术对大型航天蜂窝结构件进行了实际检测应用,结果表明,激光错位散斑检测从灵敏度、效率和适用性均为航天铝蜂窝结构产品的较好检测方法。

铝蜂窝夹芯结构的数字成像检测研究

蜂窝夹芯结构常见缺陷有蒙皮与蜂窝芯脱粘、蜂窝芯变形、蜂窝芯节点开裂和蜂窝积水等,目前单一的无损检测方法还不能有效地解决蜂窝夹芯结构中的各种缺陷检测问题。针对铝蜂窝夹芯结构,首先制作了6种典型人工缺陷,利用射线DR(Digital Radiography)和计算机射线照相(Computed Radiography,CR)技术对夹杂、蜂窝芯变形、蜂窝芯格断裂、富胶等缺陷进行了数字射线成像检测,得到了高质量的缺陷数字检测图像,并进行了对比分析。针对蜂窝积水检测问题,采用射线DR技术进行了数字成像检测研究,表明积水量大小会影响图像灰度。对含有人工脱粘缺陷的铝蜂窝夹芯结构件,采用脉冲反射法对其粘接质量进行了超声C扫描成像检测研究,通过底波幅值成像得到了脱粘缺陷的超声C扫描数字图像。结果表明:数字射线成像和超声C扫描成像结合为蜂窝夹芯结构提供了一种数字化的无损检测方法。

某薄壁构件搅拌摩擦焊锁底焊缝的超声相控阵检测

针对某薄壁结构件3mm厚的铝合金搅拌摩擦焊锁底焊缝开展了超声相控阵检测工艺研究,采用内置30°楔块的相控阵探头解决了该结构件装机状态下检测空间狭小、焊缝厚度薄且结构复杂的检测难题,同时结合搅拌摩擦焊接工艺对检出的缺陷类型及成因进行了分析,以为类似结构产品的检测及搅拌摩擦焊接质量的控制与改进提供参考。

钢管通孔直径对涡流检测信号的影响研究

为研究通孔直径在钢管涡流检测中对检测信号的影响,开展了不同磁化强度下钢管通孔涡流检测试验,研究了不同直径通孔随磁化电流的信号变化特征。试验结果表明：通孔直径一定时,在非饱和磁化区（6~18 A）内,信号幅值随电流的增加先增大后减小,相位角随电流的增加逐步上升,在饱和磁化区（20~22 A）内,检测信号成形较小或严重扭曲,相位变化杂乱无章;当磁化电流一定时,信号幅值随通孔直径的增大而增大,不同直径通孔间信号相位角在非饱和磁化区（6~18A）内,最大值与最小值的极值偏差在10°~18°范围内变化,差异较小,而在饱和磁化区（20~22 A）信号相位角变化起伏较大,无明显规律。试验研究结果可用于指导钢管涡流检测工程实践。

铝薄板模拟分层缺陷的阵列涡流检测仿真

采用阵列涡流检测方法对4mm厚铝薄板进行检测,用不同孔径、不同埋深的平底孔模拟分层缺陷,通过Ansys仿真和试验检测工艺参数、缺陷大小与埋深对阵列涡流信号的影响。结果表明:阵列涡流检测在探头以标称频率工作时灵敏度最高,在缺陷直径8~12mm范围内,相同尺寸的缺陷,埋深越小,感应电压越大,相位滞后角减小;埋深相同的缺陷,缺陷尺寸对相位值影响较小,可以通过感应信号相位来确定分层缺陷埋深。

国内外增材制造技术标准研究

增材制造以其特有的优点具有广阔的应用前景,标准研究是增材制造技术发展的重要保障。国际标准化组织、美国材料与试验协会、欧盟标准化组织等联合制定了统一的标准框架、路线图和标准,我国成立了全国增材制造标准化技术委员会及测试分委会。本文分析了国外增材制造技术标准的最新进展,针对我国增材制造技术的标准化并提出了相应的建议。

筒体环焊缝的X射线自动检测

为解决某筒体环焊缝X射线双壁单影检测工艺中存在的检测灵敏度较低、检测速度较慢等缺点,研制了自动检测装置;运用该装置进行检测工作,减少了人工操作,提高了检测灵敏度和检测效率,降低了检测所需胶片的成本,取得了良好效果。

基于希尔伯特变换的铝/铝胶接结构缺陷尺寸的超声测量

采用5 MHz和10 MHz的聚焦探头对胶接铝板进行超声水浸特征成像检测,以及对扫查数据进行Hilbert(希尔伯特)变换后的特征成像,测量了变换前后的人工脱粘缺陷尺寸,并比较了测量精度。试验结果表明:10 MHz探头检测结果比5 MHz探头的检测结果更好;对粘接层下界面成像与底波成像以及粘接层上界面成像进行对比,脱粘缺陷的检出率更高;10 MHz扫查特征成像经Hilbert变换可得到更好的成像结果,人工缺陷尺寸的测量精度进一步提高,测量结果相比实际缺陷尺寸的误差不大于5%。超声特征成像对铝板胶接层有很好的检出效果。