复合粘接结构脱粘缺陷全聚焦成像模拟及算法优化研究

针对材料声学参数差异较大的复合粘接结构脱粘缺陷检测困难的问题,研究了复合粘接结构的检测原理及难点,分析了脱粘尺寸对回波幅值的影响,提出了将全聚焦算法应用于复合粘接结构的成像检测方法。分别建立了复合粘接结构的常规PA成像检测和全聚焦算法成像检测的有限元检测模型,提出了基于指向性理论的分序列局部全聚焦加速算法,通过设定角度阈值筛选有效阵元序列来提高计算效率。研究结果表明:对于复合粘接结构脱粘缺陷的检测,全聚焦算法成像检测相对常规PA成像检测具有更高的检测精度;应用加速算法后,对于32阵元的相控阵探头,[-4 mm,4 mm]和[4 mm,8 mm]之间矩形目标区域的全聚焦成像检测,计算量降低了34.7%,且未降低成像质量。

基于自适应滤波的超声TOFD的近表面缺陷检测

为了解决超声衍射时差法图像近表面盲区直通波与缺陷信号混叠的问题,提出了一种基于自适应滤波的近表面缺陷信号处理方法。采用Comsol软件建立了TOFD近表面缺陷的二维有限元模型,根据超声波传播过程及A扫描信号分析了近表面盲区产生的原因;通过RLS自适应滤波算法分别对距离上表面3 mm和10 mm的仿真信号进行了处理,有效分离出了一维混叠信号中的缺陷信号,经过数值计算得到了误差较小的缺陷长度信息;利用自适应滤波技术对TOFD图像进行了处理,完整地将隐藏在直通波下的缺陷信号提取了出来。研究结果表明:RLS自适应滤波能够有效解决近表面盲区问题,提取混叠在直通波下的近表面缺陷信号。

梁板结构的微小缺陷检测方法研究

针对板梁结构的微小缺陷识别问题,对板梁结构的模态振型和模态频率进行了研究,提出了基于小波变换和移动质量法的板梁结构缺陷识别方法。对“质量块在结构表面移动过程中,质量块-板梁耦合结构的固有频率会随移动位置的变化而改变,且当质量块位于结构缺陷位置时,固有频率会发生微小突变”的性质进行了研究,得到了随质量块位置变化的结构频移曲面;通过改变辅助质量块的位置来探测结构的动态特性,提出了应用离散小波变换分解板梁结构的振型和频移曲面的方法,提取结构的微弱缺陷信息,为板梁结构的微小缺陷检测提供了理论支撑。研究结果表明:该方法能够有效地识别板梁结构的微小缺陷,为以后的工程应用提供了一种实用的新检测方法。