【摘要】：膠片射線成像檢測是固體火箭發(fā)動機后勤檢驗及維護中應用最廣泛的方法之一。在固體火箭發(fā)動機射線檢測工藝制定和優(yōu)化的過程中,射線劑量、透照角度、焦距等工藝參數(shù),都需要采取試錯法進行大量的實驗分析,整個過程耗資巨大,耗時長久,尤其是在對其新型號產(chǎn)品的檢測中,缺少先驗知識,這些問題將更加顯著。并且對固體火箭發(fā)動機的射線缺陷研究也是建立在昂貴的實際透照實驗基礎(chǔ)上,耗費很多人力、財力的同時,也延緩了研究工作的進度。目前利用先進的計算機仿真技術(shù)可以解決這些問題,因此本文針對固體火箭發(fā)動機研究了射線成像仿真系統(tǒng)。本文首先從實際的固體火箭發(fā)動機射線照相檢測系統(tǒng)出發(fā),建立了X射線成像仿真的數(shù)學物理模型,其中在射線源的仿真上融入了連續(xù)能譜特性和非點光源的焦點設(shè)計;對固體火箭發(fā)動機的多材質(zhì)模型建立了材料衰減系數(shù)和射線能量的對應關(guān)系;使用黑度特性表征了射線膠片的成像機理。然后重點研究了基于STL模型的非點光源與多能譜投影的射線成像仿真算法,該算法可以達到實際膠片的成像精度要求,在10GY劑量條件下仿真圖像黑度與實際膠片黑度的曲線趨勢和數(shù)值范圍吻合,尤其是在最關(guān)注的絕熱層黑度最大差值僅為0.23。為了解決成像算法中射線與STL模型求交效率低的問題,本文采用基于三維空間投影約束的方法將求交效率提高了10倍左右。此外,還采用GPU并行技術(shù)對算法進行優(yōu)化,優(yōu)化后的算法在保持成像精度的同時能在不同性能的GPU設(shè)備上獲得500-1000倍左右的加速比。最后設(shè)計并開發(fā)了仿真軟件系統(tǒng),為實際固體火箭發(fā)動機射線檢測工藝的制定和優(yōu)化提供了一個良好的仿真實驗平臺。
【圖文】：

動機射線成像仿真結(jié)果的準確性和真實性不僅僅取決 X 射線源數(shù)學物理模型建立的是否精準合理，實際射線真成像主要依賴于 X 射線的獨特性質(zhì)，因此本章首先據(jù) X 射線的衰減特性分析實際檢測中的膠片成像機理，線檢測系統(tǒng)的組成構(gòu)建本文成像仿真系統(tǒng)的總體框架。生及能譜中的電磁輻射理論，當電子處于高壓電場的作用下時，突然沖擊由于大的負加速度而導致大量的電磁輻射。這產(chǎn)生過程如圖 2.1 所示。

中北大學學位論文續(xù)分布的特性。當電場電壓超過某一臨界值(隨陽極靶材料而定的激度將會足夠快，，沖擊陽極靶表面原子的內(nèi)層電子而形成了空缺位置中位于高能量級的外層電子進行補缺，在該過程也會產(chǎn)生 X 射線，有不連續(xù)特征，這個特征常常用于定性分析某些材料的原子成分，射線膠片成像檢測中，一般只用到連續(xù)能譜的 X 射線[40][41]。如圖類別射線疊加的射線能譜分布，圖中光滑的連續(xù)曲線部分表示連續(xù)凸起的線狀部分表示特征 X 射線能譜。
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V435;TP391.41

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王懷華;鐘向征;;某型固體火箭發(fā)動機未點火故障分析[J];航空維修與工程;2018年10期

2 李高春;黃衛(wèi)東;董可海;高山;王玉峰;;固體火箭發(fā)動機全壽命環(huán)境載荷分析[J];裝備環(huán)境工程;2019年03期

3 王長芝;龐娟;;美國多舉措確保固體火箭發(fā)動機工業(yè)能力[J];國防科技工業(yè);2019年03期

4 湛志龍;何岸冰;章小春;楊冠環(huán);;固體火箭發(fā)動機零部件制造及裝配、試驗過程的多余物控制探討[J];質(zhì)量與可靠性;2017年01期

5 林一平;;我國突破大推力固體火箭發(fā)動機技術(shù)瓶頸[J];交通與運輸;2017年02期

6 王世輝;張磊;李鐵;張昱;云杰;石鵬;;固體火箭發(fā)動機振動試驗過試驗分析與控制[J];計算機測量與控制;2017年04期

7 ;固體火箭發(fā)動機燃燒、熱結(jié)構(gòu)與內(nèi)流場國防科技重點實驗室[J];固體火箭技術(shù);2017年03期

8 徐丹丹;閆大慶;;國外固體火箭發(fā)動機技術(shù)新動向[J];中國航天;2017年05期

9 袁嵩;趙汝巖;張懷遠;;固體火箭發(fā)動機缺陷及其無損檢測技術(shù)研究[J];價值工程;2015年09期

10 豆松松;翁春生;;小型固體火箭發(fā)動機一維非定常內(nèi)彈道數(shù)值模擬[J];莆田學院學報;2015年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 何君;李穎;楊玲;余瑞;余劍;楊威;;3D打印技術(shù)在固體火箭發(fā)動機上的應用進展研究[A];中國航天第三專業(yè)信息網(wǎng)第三十九屆技術(shù)交流會暨第三屆空天動力聯(lián)合會議論文集——S06材料、工藝與制造技術(shù)[C];2018年

2 何靜;曾金橋;許延龍;張青山;;國外重型固體火箭發(fā)動機技術(shù)研究發(fā)展綜述[A];中國航天第三專業(yè)信息網(wǎng)第三十七屆技術(shù)交流會暨第一屆空天動力聯(lián)合會議論文集[C];2016年

3 劉浩;宋學宇;蘇建河;;固體火箭發(fā)動機外防熱層設(shè)計影響因素分析[A];中國航天第三專業(yè)信息網(wǎng)第三十七屆技術(shù)交流會暨第一屆空天動力聯(lián)合會議論文集[C];2016年

4 張小圓;李世鵬;王寧飛;;噴管激波對水下固體火箭發(fā)動機不穩(wěn)定性的影響[A];第九屆全國流體力學學術(shù)會議論文摘要集[C];2016年

5 史雨婷;王波;張瀟;;固體火箭發(fā)動機金屬殼體外表面處理研究[A];中國航天第三專業(yè)信息網(wǎng)第三十八屆技術(shù)交流會暨第二屆空天動力聯(lián)合會議論文集——材料、工藝與制造技術(shù)[C];2017年

6 殷悅;王歡;;固體火箭發(fā)動機推力線檢測方法的研究[A];中國航天第三專業(yè)信息網(wǎng)第三十八屆技術(shù)交流會暨第二屆空天動力聯(lián)合會議論文集——材料、工藝與制造技術(shù)[C];2017年

7 田楊;彭超;;導熱反問題方法在固體火箭發(fā)動機內(nèi)防熱設(shè)計中的應用[A];中國航天第三專業(yè)信息網(wǎng)第三十八屆技術(shù)交流會暨第二屆空天動力聯(lián)合會議論文集——固體推進技術(shù)[C];2017年

8 武丹;陳文杰;王亞洲;鐘明磊;劉金弟;李志芳;;大型固體火箭發(fā)動機的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢[A];中國航天第三專業(yè)信息網(wǎng)第三十八屆技術(shù)交流會暨第二屆空天動力聯(lián)合會議論文集——固體推進技術(shù)[C];2017年

9 鄭振興;楊淵;陳文杰;趙啟揚;高阿婷;李瑩;余明敏;李志芳;;固體火箭發(fā)動機協(xié)同設(shè)計平臺[A];中國航天第三專業(yè)信息網(wǎng)第三十八屆技術(shù)交流會暨第二屆空天動力聯(lián)合會議論文集——固體推進技術(shù)[C];2017年

10 艾春安;奉非東;李劍;蔡笑風;劉凱旋;佟昭;韓兆林;;固體火箭發(fā)動機質(zhì)量綜合評價方法綜述[A];中國航天第三專業(yè)信息網(wǎng)第三十八屆技術(shù)交流會暨第二屆空天動力聯(lián)合會議論文集——固體推進技術(shù)[C];2017年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 記者 付毅飛;我國超大直徑固體火箭發(fā)動機擬明年點火[N];科技日報;2017年

2 本報通訊員 榮元昭 記者 張梅;給固體火箭造“心臟”[N];陜西日報;2018年

3 宮瑩;敢為人先 實現(xiàn)從0到1的飛躍[N];中國航天報;2017年

4 魏翔飛 周文清;“草原干將”扎根一線19年[N];中國航天報;2017年

5 榮元昭 記者 付毅飛 史俊斌;推力最大固體火箭發(fā)動機試車成功[N];科技日報;2016年

6 記者 姚天宇 特約記者 榮元昭;航天科技集團四院 民用航天3米固體火箭發(fā)動機試車成功[N];中國航天報;2016年

7 本報記者 謝瑞強;各有千秋的液體和固體火箭發(fā)動機[N];中國航天報;2016年

8 通訊員 榮元昭 葉玉春 記者 沈謙;航天四院試驗新區(qū)填補我國大型固體火箭發(fā)動機研制試驗領(lǐng)域空白[N];陜西日報;2012年

9 本報記者 索阿娣;馬國富：加快研制固體火箭發(fā)動機[N];中國航天報;2010年

10 通訊員 王玫 楊衡玉 本報記者 于莘明;給火箭一顆奔騰的“心”[N];科技日報;2003年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 鐘濤;大長徑比固體火箭發(fā)動機點火瞬態(tài)過程研究[D];國防科學技術(shù)大學;2005年

2 葛愛學;固體火箭發(fā)動機點火過程與裝藥裂紋相互作用機理研究[D];國防科學技術(shù)大學;2004年

3 余貞勇;固體火箭發(fā)動機翼槽火焰?zhèn)鞑C理研究[D];西北工業(yè)大學;2000年

4 陳廣南;固體火箭發(fā)動機機械撞擊載荷作用下安全性研究[D];國防科學技術(shù)大學;2005年

5 劉甫;粘彈性界面斷裂與固體火箭發(fā)動機界面脫粘研究[D];國防科學技術(shù)大學;2005年

6 張有為;固體火箭發(fā)動機水下工作特性的研究[D];中國科學技術(shù)大學;2007年

7 劉飛;固體火箭發(fā)動機可靠性增長試驗理論及應用研究[D];國防科學技術(shù)大學;2006年

8 解紅雨;固體火箭發(fā)動機分布式集成設(shè)計平臺及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學技術(shù)大學;2006年

9 武建新;固體火箭發(fā)動機整形機床機電系統(tǒng)動力學分析與優(yōu)化[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學;2007年

10 張春富;基于激光跟蹤儀的固體火箭發(fā)動機推力線測量技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 董俊冬;金屬—橡膠多界面粘接質(zhì)量的超聲檢測方法研究[D];南昌航空大學;2019年

2 任曉雙;固體火箭發(fā)動機射線成像仿真系統(tǒng)的研究[D];中北大學;2019年

3 劉涵元;DPM與VOF耦合方法在固體火箭發(fā)動機沉積研究中的應用[D];哈爾濱工程大學;2018年

4 李向泓;不同幾何結(jié)構(gòu)發(fā)動機聲能振幅增長率研究[D];哈爾濱工程大學;2018年

5 苗琳;過載與旋轉(zhuǎn)對SRM內(nèi)兩相流場影響數(shù)值分析[D];哈爾濱工程大學;2018年

6 金聰聰;固體火箭發(fā)動機內(nèi)彈道故障仿真及故障特征研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

7 張夢寒;固體火箭發(fā)動機尾噴焰偏振輻射特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

8 姬晉卿;點火具能量釋放過程數(shù)值仿真及點火可靠性分析[D];南京理工大學;2018年

9 吳華鵬;某型單室雙推固體火箭發(fā)動機燃燒過程數(shù)值模擬[D];華中科技大學;2017年

10 黃錦林;基于密封機理的固體火箭發(fā)動機擰緊工藝指標體系構(gòu)建[D];重慶大學;2018年

本文編號：2706818