本文選題：軸類零件 + 超聲檢測(cè)��； 參考：《西安科技大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：煤礦機(jī)械軸類零件長(zhǎng)期在重載荷、潮濕、粉塵等惡劣環(huán)境下運(yùn)行,容易產(chǎn)生疲勞裂紋等缺陷,直接影響煤礦的安全生產(chǎn)。論文依托國(guó)家自然科學(xué)基金“煤礦機(jī)械關(guān)鍵零部件缺陷超聲信號(hào)提取與智能識(shí)別研究”(項(xiàng)目編號(hào):51074121),針對(duì)煤礦機(jī)械軸類零件在役檢測(cè)的要求,對(duì)超聲探頭輻射空間的聲場(chǎng)、超聲回波機(jī)理以及缺陷信號(hào)的提取進(jìn)行了深入研究。論文從聲場(chǎng)計(jì)算理論出發(fā),以空間脈沖響應(yīng)為基礎(chǔ),研究了圓形和矩形換能器在半無(wú)限空間及斜楔塊條件下任意點(diǎn)空間脈沖響應(yīng)的計(jì)算方法,進(jìn)而分析其在輻射空間的瞬態(tài)聲壓分布規(guī)律,得到聲軸線上聲壓曲線,橫向聲束寬度等參數(shù)。針對(duì)空間脈沖響應(yīng)直接計(jì)算時(shí)采用很高的采樣頻率,導(dǎo)致數(shù)據(jù)量大、計(jì)算效率低下的問(wèn)題,提出了一種脈沖響應(yīng)的快速算法,先用較高采樣頻率和較小步長(zhǎng)計(jì)算換能器平面內(nèi)脈沖響應(yīng)作為原始數(shù)據(jù),再用較低頻率進(jìn)行插值運(yùn)算,并對(duì)計(jì)算參數(shù)的選擇進(jìn)行了分析,大大提高了計(jì)算效率。分析了超聲波從產(chǎn)生、介質(zhì)中傳播、缺陷耦合以及最后被探頭接收的全過(guò)程,建立了缺陷回波的數(shù)學(xué)模型,認(rèn)為缺陷回波是探頭表面振動(dòng)特性與缺陷脈沖響應(yīng)的卷積。根據(jù)惠更斯疊加原理的思想,把缺陷和接收探頭離散成微小單元,接收到的超聲回波是每個(gè)缺陷微元散射超聲波的總和,利用空間脈沖響應(yīng)和基爾霍夫近似建立了超聲平面缺陷回波的數(shù)學(xué)模型,用大平面反射回波和大平面脈沖響應(yīng)進(jìn)行反卷積運(yùn)算求出探頭表面的振動(dòng)特性,從聲本質(zhì)的角度闡明超聲散射回波的特點(diǎn),并詳細(xì)分析了探頭在不同偏置位置時(shí)缺陷脈沖響應(yīng)的特性,認(rèn)為缺陷回波是由直達(dá)波和邊緣波共同被缺陷散射后的結(jié)果,直達(dá)回波和邊緣回波極性相反,直達(dá)波的幅值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于邊緣波。針對(duì)煤礦機(jī)械軸類零件現(xiàn)場(chǎng)超聲檢測(cè)時(shí)受到非線性、非平穩(wěn)噪聲干擾的問(wèn)題,研究了超聲信號(hào)的自適應(yīng)去噪方法,提出利用IMF分量與原信號(hào)的相關(guān)系數(shù)的大小關(guān)系來(lái)重構(gòu)超聲回波信號(hào)的去噪算法。該方法成功將儀器噪聲分解成獨(dú)立的IMF分量,自適應(yīng)性地重構(gòu)了超聲回波信號(hào)。對(duì)添加高斯白噪聲的大平面回波信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?EMD)并重構(gòu),分解的IMF分量發(fā)生了模態(tài)混疊,針對(duì)這一問(wèn)題,論文采用集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?EEMD)對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行處理,對(duì)EEMD分解的參數(shù)選擇進(jìn)行研究,用仿真超聲信號(hào)添加不同幅值比的噪聲,發(fā)現(xiàn)當(dāng)幅值比為0.9時(shí),重構(gòu)信號(hào)的RMSE最小。用稀疏反卷積的方法從超聲回波中提取出缺陷信息,針對(duì)反卷積的病態(tài)問(wèn)題,提出基于高階累積量和最優(yōu)—最小化(HOC-MM)的超聲信號(hào)反卷積算法。在超聲子波非因果、非最小相位的假設(shè)下,用ARMA模型對(duì)超聲探頭振動(dòng)特性函數(shù)進(jìn)行建模,利用高階累積量構(gòu)造修正的Yule-Walker方程對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行估計(jì),該方法能夠準(zhǔn)確估計(jì)出超聲子波。以?1范數(shù)為基礎(chǔ),將稀疏反卷積過(guò)程轉(zhuǎn)化成有一個(gè)線性規(guī)劃問(wèn)題,并利用最優(yōu)—最小化方法對(duì)?1范數(shù)正則化的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行求解,最后得到介質(zhì)響應(yīng)函數(shù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法可以從時(shí)間序列中提取出缺陷的位置和大小等信息。
[Abstract]:Based on the theory of acoustic field calculation , this paper studies the calculation method of the impulse response of the ultrasonic probe in the field of semi - infinite space and oblique wedge block by using the spatial impulse response and the large - plane impulse response . An ultrasonic signal deconvolution algorithm based on high order cumulant and optimal - minimization ( HOC - MM ) is proposed by using sparse deconvolution method .

【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD407

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 姜嘉可;超聲檢測(cè)技術(shù)在冶金工業(yè)中的應(yīng)用[J];冶金自動(dòng)化;1980年03期

2 孫宗泰;;超聲檢測(cè)中鋼材白點(diǎn)缺陷的定性定量問(wèn)題[J];特殊鋼;1981年03期

3 于凱軍;曹俊卿;周立波;;石鋼在線超聲檢測(cè)生產(chǎn)實(shí)踐[J];河北冶金;2006年01期

4 時(shí)瑾龍;;淺談超聲檢測(cè)鉆具螺紋疲勞裂紋的實(shí)施技術(shù)[J];石油礦場(chǎng)機(jī)械;1990年02期

5 孫朝明;湯光平;李建文;;鋼-鉛黏接件超聲檢測(cè)的數(shù)值模擬與分析[J];兵器材料科學(xué)與工程;2014年01期

6 李衍;超聲表面SH波的特性評(píng)價(jià)——國(guó)外超聲檢測(cè)新動(dòng)態(tài)[J];無(wú)損檢測(cè);2001年02期

7 姚志忠;;超聲檢測(cè)質(zhì)量控制(續(xù))[J];無(wú)損探傷;2012年02期

8 魯延峰;沈曉紅;李凱;;虛擬超聲檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用研究[J];北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年01期

9 何路華;崔偉;;超聲檢測(cè)對(duì)裂紋性質(zhì)估判的可靠性探討[J];石油化工設(shè)備;2014年02期

10 任猛;楊春華;章國(guó)偉;彭仁春;周振福;;超聲檢測(cè)缺陷分析及假象識(shí)別[J];大型鑄鍛件;2014年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張慶;曾靖;趙亞平;;非潰瘍性消化不良兒童胃排空的超聲檢測(cè)[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)超聲醫(yī)學(xué)新進(jìn)展學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2004年

2 蘭正福;李建國(guó);于海容;喬華;姚宏輝;劉麗紅;皮德鳳;代全明;;超聲檢測(cè)肱動(dòng)脈內(nèi)徑和血流變化估測(cè)血管內(nèi)皮功能的臨床應(yīng)用[A];全國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議（CMIT-2004）論文匯編[C];2004年

3 馬小懷;江立新;張辰;郭永清;;分區(qū)掃查技術(shù)在鈦合金超聲檢測(cè)中的應(yīng)用[A];2014陜西省第十四屆無(wú)損檢測(cè)年會(huì)暨產(chǎn)品展示會(huì)論文集[C];2014年

4 華揚(yáng);;頸動(dòng)脈粥樣硬化性狹窄的超聲檢測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分析[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第九次全國(guó)老年醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第三屆全國(guó)老年動(dòng)脈硬化與周圍血管疾病專題研討會(huì)論文匯編[C];2009年

5 呂江州;袁磊;韓景榮;童南萍;付潤(rùn)芳;;超聲檢測(cè)中晚期孕產(chǎn)婦妊娠異常分析[A];第一屆全國(guó)婦產(chǎn)科超聲學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2006年

6 岳林先;鄧立強(qiáng);蔡志清;安紹宇;;結(jié)核性腹膜炎超聲檢測(cè)的臨床價(jià)值[A];中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第七屆全國(guó)腹部超聲學(xué)術(shù)會(huì)議學(xué)術(shù)論文匯編[C];2007年

7 劉麗;陳霰;王存平;;體位在超聲檢測(cè)小兒病變闌尾中的應(yīng)用效果[A];中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第十一屆全國(guó)超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)論文匯編[C];2012年

8 姜曉紅;;超聲檢測(cè)在婦科計(jì)劃生育手術(shù)中的應(yīng)用[A];中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第十一屆全國(guó)超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)論文匯編[C];2012年

9 陳忠;;棒料自動(dòng)化超聲檢測(cè)工藝探討[A];2014陜西省第十四屆無(wú)損檢測(cè)年會(huì)暨產(chǎn)品展示會(huì)論文集[C];2014年

10 田家瑋;馬娜;孫立濤;冷曉萍;;高頻超聲檢測(cè)兔腹主動(dòng)脈粥樣硬化的實(shí)驗(yàn)研究[A];2003年全國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2003年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 特約記者 肖云 通訊員 孫晶;研究院鋼質(zhì)金屬儲(chǔ)罐自動(dòng)超聲檢測(cè)設(shè)備通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試[N];石油管道報(bào);2010年

2 師芳芳 張碧星;鈦合金棒材超聲檢測(cè)設(shè)備[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2013年

3 朱立明;超聲檢測(cè)可預(yù)警早期冠心病[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 李霞;換熱設(shè)備污垢超聲檢測(cè)及信號(hào)處理方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 王亭;不銹鋼凸/點(diǎn)焊連接超聲檢測(cè)研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 董明;煤礦機(jī)械軸類零件超聲檢測(cè)聲場(chǎng)與缺陷回波特性研究[D];西安科技大學(xué);2015年

4 吳瑞明;數(shù)字化超聲檢測(cè)系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2004年

5 張琦;大容量高保真海底管道超聲檢測(cè)數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2008年

6 朱昌平;流體中低濃度異質(zhì)物含量的超聲檢測(cè)原理與應(yīng)用研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2010年

7 胡文剛;基于多值域特征及數(shù)據(jù)融合的焊縫缺陷超聲檢測(cè)與識(shí)別[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

8 楊欣;動(dòng)脈粥樣硬化兔血管內(nèi)皮功能損傷的超聲檢測(cè)價(jià)值[D];中國(guó)醫(yī)科大學(xué);2006年

9 陳淵;煤礦液壓支架缸體環(huán)焊縫缺陷超聲檢測(cè)與評(píng)價(jià)研究[D];西安科技大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 苗傳用;面向在役工件的便攜式超聲檢測(cè)系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 張鵬;機(jī)床超聲檢測(cè)附件中的耦合技術(shù)研究開(kāi)發(fā)[D];中北大學(xué);2016年

3 楊校華;基于FPGA的超聲脈沖檢測(cè)系統(tǒng)研究[D];北京理工大學(xué);2016年

4 劉方芳;基于機(jī)械手的葉片掃查超聲檢測(cè)技術(shù)[D];北京理工大學(xué);2016年

5 趙景超;基于數(shù)字全息的激光超聲檢測(cè)信號(hào)接收及處理[D];南昌航空大學(xué);2016年

6 趙振寧;金屬薄板和動(dòng)車車輪超聲檢測(cè)中信號(hào)處理方法的研究[D];北京交通大學(xué);2016年

7 樊宇;多界面粘接構(gòu)件粘接質(zhì)量的超聲檢測(cè)與識(shí)別[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2016年

8 朱維;編碼激勵(lì)在巖石超聲檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D];中國(guó)地震局地球物理研究所;2016年

9 朱麗容;肌骨超聲檢測(cè)幼年特發(fā)性關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)病變的初步探討[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2016年

10 郭杜斌;高速列車鋁合金材料的超聲檢測(cè)研究[D];上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院;2015年

，

本文編號(hào)：1819696