基于DEMD的激光超聲損傷信號(hào)處理方法研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，激光超聲因其具有非接觸、光斑小、分辨率高、光線可移動(dòng)等特點(diǎn)，逐漸成為復(fù)雜裝備表面或設(shè)備內(nèi)部零件微小損傷的主要檢測方法。本文針對(duì)鋁板表面微小損傷的定量分析與特征提取，進(jìn)行了一系列相關(guān)研究。
　　本文首先論述了激光超聲檢測表面損傷的原理，通過對(duì)損傷信號(hào)的特性分析，介紹了激光超聲表面損傷檢測的方法與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的具體構(gòu)成。依據(jù)實(shí)驗(yàn)回波信號(hào)為一種非平穩(wěn)、非線性的隨機(jī)信號(hào)。擬定了基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（Empirical Mo

2、de Decomposition，簡稱EMD）的方法對(duì)損傷信號(hào)進(jìn)行分析處理。針對(duì)傳統(tǒng)EMD具有端點(diǎn)效應(yīng)，采用了基于優(yōu)化求導(dǎo)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法（Derivative-optimized empirical mode decomposition）。DEMD算法改善了傳統(tǒng)三次樣條插值擬合求上下包絡(luò)線的不足，較原方法所獲取的IMFs（Intrinsic Mode Function）相關(guān)性高、均方誤差低，良好的抑制了端點(diǎn)效應(yīng)。其次，依據(jù)激勵(lì)源為熱

3、彈激發(fā)的產(chǎn)生機(jī)理，建立了激光線源熱-結(jié)構(gòu)模擬仿真模型。運(yùn)用DEMD的方法對(duì)數(shù)值模擬信號(hào)進(jìn)行分解，并對(duì)其固有模態(tài)函數(shù)進(jìn)行了時(shí)頻域分析和瞬時(shí)頻率分析，分析結(jié)果表明固有模態(tài)分量的時(shí)域波形與瞬時(shí)頻率同裂紋深度之間存有明顯的變化規(guī)律。最后，對(duì)激光超聲表面損傷檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所獲取的損傷回波信號(hào)，采用了基于信噪模態(tài)分選準(zhǔn)則的DEMD降噪預(yù)處理。按照 Hilbert譜與邊際譜理論，對(duì)實(shí)驗(yàn)信號(hào)進(jìn)行DEMD分解，并分別對(duì)篩選出的IMF進(jìn)行了瞬時(shí)頻率分析、Hi