基于信号响应分析模型的金属结构损伤导波检出概率

飞机结构损伤导波在线监测技术作为一种新颖的无损检测手段,为了真正实现该技术在结构运营维护过程中的视情维护,必须明确其结构损伤检出概率(probability of detection,POD),以指导结构检查维修方案的制定。提出了一种基于信号响应分析模型的结构损伤导波POD计算方法,该方法通过构建在线导波监测信号的损伤指数与裂纹长度间的对应关系,得到结构损伤POD的统计计算模型,并分析了拟合参数的不确定性对计算模型的影响,构建了不同置信度下的导波POD计算模型。通过开展金属开孔和搭接结构疲劳裂纹导波监测试验,验证了该方法的有效性。试验结果表明,损伤指数类型、对应关系拟合函数和传感器监测方案均对结构损伤导波POD具有影响,且在95%置信度90%POD下金属开孔和搭接结构的可检裂纹长度分别约为2.6 mm和9.5 mm。

基于缺陷检出概率的钛合金缺陷涡流检测可靠性研究

本文针对TC4钛合金缺陷涡流检测系统,进行了缺陷检出概率研究。结果表明:当涡流检测系统对其缺陷进行检测时,在90%概率与95%置信度时发现的最小缺陷尺寸为0.436mm。

超声红外热像检测中疲劳裂纹的检出概率模型研究

超声红外热像检测技术的可靠性研究具有重要意义,特定检测条件下不同缺陷的检出概率是衡量检测可靠性的根本方法。文中制作了一系列含疲劳裂纹的45钢试件,实验结果表明:当检测条件确定时,裂纹区域响应热信号随着裂纹尺寸的增大而增强,响应热信号的对数与裂纹尺寸大体上呈线性关系。基于超声红外热像检测数据的统计特征,确定了回归分析模型中变量的形式,采用极大似然估计和Wald法分别给出了检出概率曲线的参数及其置信区间。研究成果能够为评价超声红外热像技术中检测可靠性提供量化依据。

基于结构无损检测出裂纹概率下的可靠性计算方法

针对结构的无损检出概率密度函数,提出一种可靠性计算方法。首先定义以方差固定,均值随机游走策略的正态分布函数,作为Metropolis-Hastings(MH)抽样方法的提议分布函数,从而建立了一条马尔可夫数据链。再根据无损检出概率分布函数的均值与方差数值积分值,并结合马尔可夫数据链的平均值曲线作为马尔科夫链收敛性准则。从数据链中抽取出一条稳定的数据链,就可以利用蒙特卡洛抽样法计算出结构的失效概率。此外通过对重要性抽样、接受-拒绝抽样以及MH法3种算法比较,得出MH方法是一种有效的抽样算法。最后讨论了在不同的无损检出概率下,对压力容器贝叶斯可靠性分析结果的影响。

空封光电耦合器内部多余物颗粒PIND检出概率研究

空封光电耦合器内部残留的多余物颗粒对其可靠性有严重影响,粒子碰撞噪声检测(PIND)是多余物颗粒检测的主要手段,但是存在一定的漏检。基于PIND试验中的电压采样数据建立了检出概率的模型,并利用该模型研究了同等质量下典型颗粒的分布区域、试验频率与检出概率的关系,结果表明陶瓷颗粒和导电胶颗粒分别受到碰撞对象硬度和颗粒粘附性的较大影响,使其在不同区域的检出概率具有明显差异,其中导电胶颗粒的检出概率因颗粒弹性弱而整体偏小,但在试验频率上升后有明显改善,而短金丝因粘附性弱、弹性强,检出概率大且稳定。据此提出了对典型多余物颗粒的控制与检测方法,采用该方法能够有效地提高光电耦合器的可靠性。所用模型和研究方法可推广至其他空封元器件的类似研究中。

裂纹检出概率对飞机结构维修间隔影响的研究

针对飞机结构裂纹检测的不完备性,考虑到疲劳裂纹具有时间延迟的特性,对Goranson模型进行改进,提出了基于时间的裂纹检出概率模型。并在此基础上建立了以复检间隔和首检间隔系数为变量,单位时间维修成本最小为目标函数的飞机结构维修间隔优化模型。通过裂纹检出概率模型中参数的变化对优化模型进行仿真计算,分析了裂纹检查概率对飞机结构维修间隔优化结果的影响情况,结果显示裂纹检出概率对维修间隔有显著的影响,其变化趋势与实际情况相符,表明提出的裂纹检出概率模型能够有效地应用于飞机结构维修间隔的优化与确定。

基于可靠性的裂纹检出概率曲线测定方法

裂纹检出概率(POD)曲线能够定量评价某种检测方法的裂纹检出能力,而且也是飞机制造商制定飞机结构维修方案的基础。准确测定裂纹检出概率曲线对保证航空结构的安全具有重要的意义。基于可靠性理论确定了测定POD曲线所需要的试验数据点数量、每个试验中裂纹尺寸的大小、最少有效检测次数等,给出了描述检测可靠性的裂纹检出概率曲线制定方法和程序。

无损检测检出概率和缺陷尺寸分布规律的分析与评述

对具有缺陷的压力容器和管道安全进行可靠性评估,首要问题是了解缺陷尺寸分布规律,而该规律准确与否主要取决于无损检测的检出概率和可靠性。本文对前人研究进行了评述,对检测得到的容器缺陷尺寸数据进行统计分析,得到了具有一定参考价值的结论。

粉末涡轮盘夹杂缺陷的超声检出概率

缺陷的检出概率是零件损伤容限设计和寿命预测的重要基础数据。针对发动机中的关键转动件——粉末涡轮盘中的夹杂缺陷,进行了超声检出概率研究。制作了不同埋深不同孔径的平底孔人工缺陷试样,模拟粉末盘中的非金属夹杂缺陷。采用6组探头的超声水浸分区聚焦检测工艺对上述人工缺陷试样进行检测,获得了不同缺陷的超声检出概率数据,并绘制出缺陷检出概率(POD)曲线。结果表明,采用特定的检测工艺,在95%的置信水平下,以90%概率检出的缺陷当量尺寸为0.167mm。

目视检测损伤检出概率BP神经网络预测模型

为了获得更可靠的检出概率,提高目视检测结果准确性,保证航空维修安全,根据检测环境影响因素实验结果,选取照明条件、检测距离、检测角度、损伤深度作为检测结果影响因素,采用反向传播(BP)神经网络,以4个影响因素作为输入层神经元,检出概率作为输出层神经元,通过网络训练对样本数据进行仿真,建立检出概率预测模型,通过比较预测和实验数据对模型进行检验。结果表明,模型预测与实验所得检出概率值均方百分比误差为4.79%,模型预测结果是有效可行的。根据目视检测损伤检出概率BP神经网络预测模型可以选择符合要求的检测条件。

无损检测技术检出概率统计分析方法

给出了结构件裂纹检测技术的检出概率统计分析方法,并提出了新的设想.

涡流脉冲热像检测中疲劳裂纹的检出概率

在涡流脉冲热像检测中,检出概率是评价检测可靠性的最重要的指标之一。通常,检出概率是指在特定检测条件下特定尺寸的缺陷被检出的概率。首先,以含有不同尺寸疲劳裂纹的金属平板试件为研究对象,通过正交试验方案设计,完成了对不同检测条件下不同尺寸裂纹试件表面热响应信号的提取;然后,采用线性回归模型建立了裂纹区域的热响应信号与裂纹尺寸的定量化关系,并采用极大似然估计法给出了裂纹检出概率模型中的具体参数;最后,基于Wald方法求得了检出概率的置信区间,并绘制了检出概率曲线。研究成果可为涡流脉冲热像检测的可靠性评估提供量化依据。

基于宽频激励电磁声谐振7075铝合金板厚检出概率

电磁超声换能器(EMAT)换能效率低、激发信号弱,而基于长周期激励信号以产生声波共振的电磁声谐振技术(EMAR)虽然可以提高接收信号的信噪比,然而可能导致主脉冲加宽并扩大超声波检测盲区,降低测量精度。本文应用一种宽频激励电磁声谐振技术(BE-EMAR)和一种Halbach阵列纵波EMAT,以单周期宽频激励作为EMAT输入信号,并利用EMAR方法对7075型铝合金试件板厚进行测量,借助检出概率(POD)模型来表征该技术针对微金属板厚的测量精度。实验结果表明,在未降噪时BE-EMAR得到的三种信噪比下的POD曲线中,对应的a50或a90/95最大差异值为0.05 mm,同一信噪比下降噪前后的最大差异值为0.07 mm,而在时差法(ToF)得到的POD曲线中这一最大差异值则为0.21 mm,因此说明BE-EMAR降噪前后得到的结果并无较大差别,该方案对于常规噪声信号不敏感;且降噪前后,在BE-EMAR得到的POD曲线中,a50和a90/95均可稳定在0.55 mm以内,证明了BE-EMAR比ToF测厚具有更优的精度、稳定性和抗噪能力。

脉冲涡流-电磁超声复合检测方法的可靠性评估

金属结构广泛应用于现代工业的各种领域,在其从生产、制造到服役各个阶段都有可能产生各类复杂缺陷。例如金属结构的表面和底部都出现复合缺陷的情况,单一的电磁无损检测方法难以满足所有需求。而使用两种或多种具有针对性的电磁无损检测方法进行检测,又存在检测效率低、成本高等问题。为解决这一难题,本文开发了一种新型的脉冲涡流-电磁超声一体化复合检测方法。该复合检测方法仅需使用一套检测系统和检测探头,基于同时解调出的电磁成分和超声成分,即可同步检测出金属结构的表面缺陷和底部缺陷,大大简化了实验系统,提高了复合缺陷的检测效率。此外,基于检出概率开发了一种可靠性评估方法,对脉冲涡流-电磁超声复合检测方法的检测能力进行评估。通过数值模拟和实验对脉冲涡流-电磁超声复合检测方法进行检出概率分析,以确定复合缺陷检测的最小可检尺寸。

CSP-2-P方案的动态平均检出质量

本文运用转移概率流向图及事件的动态分解等方法 ,首次成功推导出了连续抽样方案 CSP- 2 - P的动态平均检出质量 AOP(t)的理论表达式 ,并在文章最后给出了具体的算例 .

金属增材制件射线检测缺陷检出概率分析

针对增材制造射线检测缺乏缺陷检出概率数据易导致裂纹、孔隙缺陷漏检问题,以GH3625高温合金增材制件的线型缺陷和孔型缺陷为研究对象,使用CIVA2020仿真平台模拟X射线检测并得到缺陷检出概率(POD)曲线,研究两种缺陷不同尺寸变化对缺陷检出概率的影响,确定不同影响因素下缺陷检出尺寸及检出概率,并利用Sgompertz函数拟合得到线型缺陷受深度影响的POD曲线方程以及孔型缺陷受半径影响的POD曲线方程,建立了增材制造线型缺陷和孔型缺陷的缺陷检出概率模型。结果表明:在95%的置信水平下以90%概率可检出的线型缺陷长度尺寸为0.211 mm、宽度尺寸为0.213 mm、深度尺寸为0.178 mm,孔型缺陷可检出的直径尺寸为0.188 mm,高度尺寸为0.190 mm。通过实际试样微焦点射线成像检测以及胶片射线照相检测对仿真结果进行对比验证。表明建立的缺陷检出概率模型较为准确,可为增材制造中裂纹与孔隙缺陷检测可靠性分析提供依据。

涡流脉冲热像技术中基于神经网络的检出/漏检预测研究

涡流脉冲热像技术是一种新型的无损检测技术,已在金属材料和复合材料的检测领域得到了广泛应用。检出/漏检则是评价被检测对象是否存在裂纹的重要标准,为解决目前检出/漏检研究需要大量实验数据的问题,本文提出了一种基于BP神经网络的检出/漏检预测方法。首先,制作了30组含有不同尺寸疲劳裂纹的金属试件,并完成了15组不同检测条件下的裂纹检测实验。其次,分别绘制了3组检出概率曲线,并完成了不同检测条件对检出概率的影响分析。最后,为实现检出/漏检的可靠性预测,构建了基于BP神经网络的检出/漏检预测模型,并以50组数据为样本进行测试,实现了不同检测条件下不同尺寸裂纹的检出/漏检0误差预测。

渗透检测的缺陷检出能力及影响因素

渗透检测的缺陷检出能力可通过缺陷检出概率来表征。通过试验,从渗透检测材料、检测方法和技术、质量控制和检测条件等4个方面,分析比较了渗透检测检出缺陷的能力及影响因素。

超声红外热像检测条件的优化方法研究

在超声红外热像检测中,激励强度、激励时间和工具杆与被测对象之间的预紧力等检测条件是影响缺陷热信号的重要因素。实验和仿真分析表明:激励时间和激励强度的增加将使裂纹生热增强,而预紧力的增加却使得裂纹生热呈现先增强后减弱的趋势,且检测条件对裂纹生热存在交互影响;另外,不恰当的检测条件将导致超声激励系统报警。基于检测条件对裂纹热信号和报警数据的影响分析,文中提出了采用多元非线性回归模型和Logistic回归模型以估算特定检测条件下裂纹检出概率和检测报警概率,最终确定了检测条件的选择范围。上述检测条件的优化方法能够为超声红外热像检测技术中检测方案的制定提供理论指导。

无损检测技术可靠性的贝叶斯评估

针对无损检测数据具有的不确定性和样本采集的局限性,提出可靠性评估指标——损伤检出概率(POD)函数形式选取及参数估计带来的困难,首先提出基于贝叶斯公式和最优POD函数选取方法。其次针对贝叶斯后验概率难于求解的问题,将基于因子简化的贝叶斯信息准则(BIC)作为评判最优POD函数的准则。最后,通过算例分析表明基于贝叶斯方法选取的.POD函数适用于无损检测技术的可靠性评估。