金屬板超聲層析成像無損檢測的研究.pdf

1、隨著社會發(fā)展，金屬薄板被廣泛地應(yīng)用于各個工程領(lǐng)域當(dāng)中。金屬薄板在使用過程中，因材料本身的缺陷，或一些由金屬薄板制造而成的構(gòu)件和設(shè)備在使用過程中產(chǎn)生的缺陷，都會造成一定的安全隱患，甚至引發(fā)災(zāi)難性后果。因此對金屬板進(jìn)行缺陷探傷是非常重要的環(huán)節(jié)，它對于安全生產(chǎn)的意義重大。蘭姆波在無損檢測技術(shù)領(lǐng)域中具有快速高效的特點，非常適合用來對大面積薄板狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損檢測。而計算機(jī)層析成像技術(shù)更是早已被廣泛的應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中。本文的主要研究工作是將超聲波

2、無損檢測技術(shù)與計算機(jī)層析成像技術(shù)相結(jié)合，用于有限元仿真中鋁板表面缺陷的檢測識別，最后通過數(shù)字圖像處理的相關(guān)技術(shù)對得到的鋁板超聲層析成像進(jìn)行分割和平滑處理，并運用信息熵和區(qū)域一致性參數(shù)來對圖像處理結(jié)果進(jìn)行定量評價。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　通過廣泛查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，了解了超聲蘭姆波在各向同性和各向異性材料中的傳播特性，由于本文的研究對象鋁板屬于各向同性材料，因此在文中只給出了超聲蘭姆波在各向同性材料中的頻散方程和頻散曲線。詳細(xì)

3、地介紹了計算機(jī)層析成像技術(shù)和文中圖像分割所涉及的相關(guān)基礎(chǔ)理論，包括投影與反投影基本原理、中心切片定理、扇形束卷積濾波反投影算法、脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等，為有限元仿真中超聲激勵信號走時的提取和鋁板超聲層析成像及其圖像處理提供了理論依據(jù)。
　　利用ABAQUS有限元軟件建立缺陷大小和位置不同的鋁板模型，通過加載五周期漢寧窗口正弦信號來模擬蘭姆波在鋁板中的傳播，提取走時數(shù)據(jù)。用MATLAB編寫扇形束卷積濾波反投影算法程序，將走時數(shù)

4、據(jù)代入算法中對鋁板模型進(jìn)行重建成像，取得了較好的成像效果，板中的缺陷信息清晰可見。
　　最后對鋁板成像運用全局閾值分割、PCNN分割、GA改進(jìn)PCNN分割這三種不同的圖像分割方法進(jìn)行圖像處理，并使用信息熵和區(qū)域一致性參數(shù)這兩個定量評價標(biāo)準(zhǔn)對圖像處理結(jié)果進(jìn)行分析和評價。
　　研究結(jié)果表明本文使用的方法能夠有效的檢測出金屬鋁板模型中缺陷的位置、形狀等，也通過對信息熵和區(qū)域一致性參數(shù)這兩個定量評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)值計算證實了全局閾值分割