多層板材電磁無損檢測技術(shù)研究.pdf

1、無損檢測是保障重大工程裝備制造質(zhì)量和運(yùn)行安全的關(guān)鍵技術(shù)。多層材料由于其特殊的結(jié)構(gòu)和性能在核工業(yè)、航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，保障這些關(guān)鍵部件的質(zhì)量至關(guān)重要。多層材料由于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、通常具有的厚度、材料屬性的多樣性以及實(shí)際檢測環(huán)境的限制，對大多數(shù)無損檢測技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。電磁無損檢測技術(shù)是通過電磁感應(yīng)原理來檢測被測件中的損傷和不連續(xù)，具有快速、非接觸、不需耦合劑以及非破壞性等優(yōu)點(diǎn)，本論文主要通過兩種先進(jìn)的電磁無損檢測技術(shù)，渦流熱

2、成像和遠(yuǎn)場渦流無損檢測技術(shù)，分別對碳纖維復(fù)合材料中的沖擊損傷和多層異種金屬粘接結(jié)構(gòu)中的粘接缺陷檢測問題進(jìn)行了系統(tǒng)地對比研究。分析兩種先進(jìn)電磁無損檢測技術(shù)對多層結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1）渦流脈沖熱成像中缺陷及物理特征的多維挖掘。渦流脈沖熱成像是一種新興的電磁無損檢測技術(shù)，在獲取熱像視頻后，目前通常的方法是通過從中人為選取一幀圖像進(jìn)行缺陷的檢測和評估，這種人為幀圖的主觀選擇不可避免地對檢測

3、結(jié)果造成影響。本論文通過基于能量的小波分析方法，對熱成像檢測信號在空間-時(shí)間-頻等多維域進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析，提出了渦流熱成像檢測中自動(dòng)選取幀圖像和缺陷特征提取的方法。
　　2）碳纖維復(fù)合材料中微弱沖擊損傷的檢測。對帶有沖擊損傷的碳纖維復(fù)合材料層壓板在反射模式下進(jìn)行體積型感應(yīng)加熱，用熱像儀記錄整個(gè)加熱階段和冷卻階段試件表面的熱響應(yīng)。得到檢測熱像圖序列后，使用小波分析工具對熱像視頻進(jìn)行分析，通過一些標(biāo)準(zhǔn)選擇最佳的觀測尺度和最優(yōu)母小波函數(shù)

4、，最終成功將熱像圖中的纖維編織信息和沖擊損傷信息分離開來，并成功檢測到位于低頻成分中的沖擊損傷。
　　3）研究了渦流熱成像和遠(yuǎn)場渦流兩種無損檢測技術(shù)對多層異種金屬粘接結(jié)構(gòu)粘接質(zhì)量的檢測性能。渦流熱成像在反射模式下受到趨膚效應(yīng)的限制只能檢測到表面缺陷，在透射模式下單次脈沖產(chǎn)生的熱量無法透過試件，多次脈沖激勵(lì)的方式可以解決熱量無法穿透試件的問題，但同時(shí)受到橫向熱擴(kuò)散使缺陷信息變得模糊。遠(yuǎn)場渦流可以有效檢測到兩層鉛鋼粘接結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷，對