先进复合材料超声无损检测新技术的应用

 针对航空航天高端装备制造与服役过程中复合材料部件的复杂型面检测、非接触检测、快速检测、现场检测等问题,依托自主研制的新型超声检测系统开展实验研究,基于相控阵超声技术实现碳纤维增强树脂基复合材料L型构件R区孔隙、分层缺陷检测;基于空气耦合超声技术实现蜂窝夹芯复合材料脱黏缺陷检测;基于激光超声技术实现碳纤维树脂基复合材料孔隙、紧固孔分层检测及耐高温复合材料分层缺陷检测。分析了各项技术的关键问题、应用范围和发展方向。研究结果表明,应用超声无损检测新技术可以实现复合材料部件的复杂型面检测、非接触检测和快速检测,并且可以现场应用。     

超声无损检测——先进复合材料检测的新技术

 近年来,航空制造技术快速发展,先进复合材料广泛应用于现代航空飞行器的设计与制造,已经成为主要材料类型之一。在复合材料零部件的制造和使用过程中,超声检测技术是检测部件缺陷损伤并评定其安全性能的关键技术。目前,为满足大承载和高性能新机种的零部件制造需要,复合材料技术快速发展,新材料、新结构、新工艺不断出现,常规超声检测技术已经难以满足复合材料的检测要求。例如,已广泛使用的超声检测技术,难以检测型面或结构复杂的部件;部分复合材料不宜使用超声耦合剂,难以对大型飞机结构进行自动、快速检测及现场检测。因此,需要发展新的技术以满足新型飞机复合材料结构的检测要求。复杂型面检测、非接触检测、快速检测和现场检测是先进无损检测技术的发展方向。     

非线性超声混频无损检测技术研究进展

非线性超声混频无损检测技术是一种新兴的有效的无损检测手段,能够灵活地进行波型转换、选择入射频率、调整混频的传播方向和调整混合区域,具有抗干扰能力强、检测方法灵活度高的独特优势,近年来得到了广泛关注。首先,主要针对体波混合和Lamb波混合的情形,梳理了该技术的理论成果和应用现状;然后,阐述了三阶非线性下混频技术的新成果;最后,提出了值得进一步研究的问题,为该技术的推广应用提供参考。     

专家系统在超声无损检测中的应用

人工智能是人类智能和行为在计算机上的模拟。在论述了人工智能的原理，包括其含义、研究的基本内容、研究领域及研究途径的基础上，介绍了人工智能中的专家系统在无损检测中的应用。     

多通道虚拟超声检测系统研究

多通道虚拟超声检测系统由计算机、３块ＰＣ插卡（多通道超声发射／接收卡、超声图像卡与步进电机驱动卡）、聚焦探头和机械系统组成,能够实现,Ａ、Ｂ、Ｃ扫描成像,数据处理,缺陷定位,定性和定量分析,将计算机技术,虚拟仪器技术,信号和图像处理技术引入超声无损检测领域,拓宽了传统超声检测的应用范围。     

激光超声无损检测技术

根据电磁理论，推导了在固体中激光超声产生的热膨胀机理和电子机理。研究了激光超声信号的光学检测方法。结果表明，激光超声可以重复产生窄脉冲，在时间和空间具有极高的分辨率，适用于材料的无损检测。     

Hilbert-Huang变换在非线性超声无损检测中的应用

为了提高非线性超声无损检测方法对缺陷位置和相对大小的表征能力,该文将H ilbert-Huang变换方法用于非线性超声无损检测信号的处理。粗晶奥氏体不锈钢材料的非线性超声无损检测信号具有非线性、非稳态和低信噪比的特性,H ilbert-Huang变换对此类信号的特征提取具有独特的优势。实验结果表明:通过H ilbert-Huang变换的瞬时频率能够确定缺陷位置,瞬时幅度可表征缺陷的相对大小;该方法达到了对0.6mm晶粒平均直径的粗晶奥氏体不锈钢中65 mm深、0.8 mm平底孔的小缺陷检出能力,说明H ilbert-Huang变换有效提高了非线性超声无损检测的缺陷表征能力。     

钎焊缺陷的超声无损检测

针对传统钎焊缺陷检测方法存在的诸多弊端,提出了一种利用超声水浸聚焦Ｃ扫描进行检测和依据钎着率进行评价的钎焊缺陷无损检测与评价方法,并开发了集计算机、超声无损检测与评价、图像处理、精密仪器和数控技术于一体的超声无损检测图像处理系统,实现了钎焊缺陷检测的自动化、图像化．通过对大量的钎焊试样进行检测及解剖发现,其Ｃ超图像与解剖界面的缺陷大小和分布完全一致．实践表明,文中提出的钎焊接头焊接质量的控制方法是非常有效的,开发的图像处理系统具有检测灵敏度、分辨率和自动化程度高,图象显示直观清晰,数据存储与调用快捷可靠,用途广泛等特点．     

无损检测新技术分析

该文介绍了无损检测技术的产生和发展,对目前现有的无损检测技术进行了分析,重点介绍了金属磁记忆应力检测技术,对其优点进行了深入分析,并阐述了无损检测技术的未来发展方向。     

基于嵌入式的钢轨超声导波无损检测系统

简单介绍了超声导波的性质、导波传播模式和分析方法以及在无损检测方面的应用。提出设计一款小型基于嵌入式的超声导波无损检测系统,对钢轨中可能出现的裂缝进行探伤。在铁路钢轨的室外恶劣环境下,实现超声导波检测系统的小型化设计。     

超声红外热像技术及其在无损检测中的应用

在超声技术和红外热像技术的基础上，建立了混合型的超声红外热像系统，并利用超声红外热像技术检测材料(试样)的缺陷(裂纹)和残余应力等不均匀结构．当超声波脉冲发射到样品中时，声能在样品中衰减而转化为热能，样品内部及表面的温度会升高．一般情况下，在缺陷或不均匀的区域声衰减更显，引起的温度变化更大，而温度的差别可以用红外热像仪来观察和记录．因此可以很灵敏和迅速地对缺陷或结构和应力不均匀的区域进行检测．     

基于信号处理的胶接结构超声无损检测的研究

针对常规超声无损检测方法较难检测胶接缺陷和不能检测胶接强度的问题,本文将信号处理技术与超声无损检测技术结合起来,应用特征参数分析、模式识别和回归分析等现代信号处理技术解决胶接缺陷检测和胶接强度估计的问题.定义了两种新的特征参数——相位特征参数和复倒谱特征参数,研究结果表明这两种特征参数与胶接结构质量是密切相关的.胶接缺陷的平均识别率在80%以上,胶接强度的估计精度也令人满意.与信号处理技术相结合是超声无损检测技术的发展方向之一.     

新型超声无损检测方法的研究

提出一种新的透射衍射时差法超声无损检测方法,阐述了透射衍射时差法超声无损检测的原理,结合透射衍射时差法超声图像特点,应用一种快速、有效的改进型中值滤波算法,对实验试件进行了检测,实验结果表明本方法噪声抑制性强,避免了传统衍射时差法检测效率低、操作难度大、适用范围小和检测盲区深的缺点。     

智能超声频谱分析在无损检测中的应用研究

介绍了智能超声频谱无损检测系统的设计和试验研究．该系统采用实时高速数据采集（ＡＤＣ，ＫＳＶ３２０８），与发射－接收系统及自动提取缺陷电路等一起构成了系统的硬件．将相关分析、谱估计、系统分析、模式识别与神经网络等现代数字信号处理技术应用到整个系统中，构成了系统软件．利用本系统成功地对平槽、圆孔、斜槽（样本数为３×８）进行了定性、定量分析     

基于神经网络的超声无损检测缺陷定征方法的研究

针对超声无损检测中缺陷分类难、分类结果可靠性差等问题，给出了一种以神经网络为基础的缺陷特征分类方法。利用Ｆｉｓｈｅｒ线性判别方法对表征缺陷特征的时域信号的波形参数进行了选择，并将这些参数作为神经网络的输入矢量对网络进行训练，用该网络对缺陷特征进行了识别，结果表明：神经网络的识别率远大于传统的贝叶斯分类方法。     

基于二维阵列的相控阵超声三维成像实现

基于二维阵列的三维成像在实现上具有阵元多、通道数多、系统复杂、回波信号弱等困难。从阵列探头的设计着手,分析了时间空间信号在离散有限长窗函数下的行为特点,推导出阵列探头设计的一般规则;在此基础上,利用脉冲回波场理论,通过计算机模拟,设计了8×8二维阵列探头,并利用该阵列实现了相控阵超声三维体数据的扫查和显示。实验表明,该系统和阵列探头具有良好的性能,扫查所得人工缺陷的三维超声图像提供了很好的轮廓、走向等信息。     

基于UML的超声三维可视化无损检测系统

为了满足工业无损检测中人们利用超声点云数据进行三维重建的需求,提出一种UML与组件技术相结合的用于超声三维可视化无损检测系统的建模方法.分析系统需求,并利用UML和组件技术相结合的建模方法,构建出超声三维可视化无损检测系统模型,包括系统的架构、需求、用例、静态类、活动、时序和组件部署模型,开发出超声三维可视化无损检测软件系统原型,并经过实例验证了建模方法的有效性.系统开发实践证明:基于UML和组件技术的超声三维可视化系统结构设计合理,复用性、维护性和可拓展性强,为研究超声点云的三维重建算法和将其用于工业无损检测的目标提供了实验依据和实验平台.