检索结果-内蒙古大学图书馆

中国机械工程 2019年第8期30卷 883-889页

作者：韩晓芹宋永锋刘雨李雄兵中南大学交通运输工程学院长沙410075 武汉地铁集团有限公司武汉430030

选用不同线切割工艺制备各种表面粗糙度的304不锈钢试块。基于超声波入射到粗糙表面的自由应力边界条件,采用表面回波的幅值均值、离差率和平均功率同时表征粗糙度,根据主成分分析法建立粗糙度的多参数评价模型。实验结果表明,和触针法... 详细信息

选用不同线切割工艺制备各种表面粗糙度的304不锈钢试块。基于超声波入射到粗糙表面的自由应力边界条件,采用表面回波的幅值均值、离差率和平均功率同时表征粗糙度,根据主成分分析法建立粗糙度的多参数评价模型。实验结果表明,和触针法相比,超声评价法误差最大为3.09%,且其不确定度更低,将该模型用于含粗糙表面试块的晶粒尺寸评价中,评价误差小于5%,可见该方法能有效实现表面粗糙度及材料微观结构的一体化评价,可提高超声自动化评价系统的实用性。

关键词：超声无损评价表面粗糙度主成分分析一体化评价多参数评价模型

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20钢高温时效组织弹性性能的超声无损评价

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材料热处理学报 2010年第5期31卷 102-106页

作者：李萍付千发李喜孟王来郝静燕大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024

通过高温短时加热,模拟产生球化级别不同的珠光体。利用脉冲回波法测定超声波在球化样品中传播速度。依据弹性模量与声速和密度之间的相关性推算时效样品的弹性指标。结果表明:随时效时间的增加,弹性指标单调递减,杨氏模量E从213 GPa下... 详细信息

通过高温短时加热,模拟产生球化级别不同的珠光体。利用脉冲回波法测定超声波在球化样品中传播速度。依据弹性模量与声速和密度之间的相关性推算时效样品的弹性指标。结果表明:随时效时间的增加,弹性指标单调递减,杨氏模量E从213 GPa下降到199.6 GPa,剪切模量G从82.5 GPa下降到77.5 GPa,体弹模量K从159.1 GPa下降到147.1 GPa,泊松比σ变化较小,从0.291变化到0.286。分析认为:球化过程中,片状渗碳体分解以及球状碳化物在晶界的析出与聚集成网状严重削弱了晶界强度;时效时间延长到2300 h,材料组织局部发生石墨化,石墨是低弹性"软"介质,与铁素体基体之间的结合能力差,这严重降低材料的弹性性能指标。

关键词：超声无损评价球化声速弹性性能

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超声无损评价中图像复原与缺陷量化的研究

超声无损评价中图像复原与缺陷量化的研究

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作者：高双胜哈尔滨工业大学

学位级别：博士

数字化成像无损检测技术以其特有的便捷性、实时性、直观性等优势，被广泛用于产品、零部件以及重要结构的质量检测与评价中。超声C扫描是出现较早并得到推广应用的成像检测技术，受超声传播以及超声与材料组织相互作用特性的影响，超... 详细信息

数字化成像无损检测技术以其特有的便捷性、实时性、直观性等优势，被广泛用于产品、零部件以及重要结构的质量检测与评价中。超声C扫描是出现较早并得到推广应用的成像检测技术，受超声传播以及超声与材料组织相互作用特性的影响，超声成像检测技术中还存在一些尚未解决的问题。检测图像作为无损评价的重要手段，应尽量准确地反映被检测材料内部缺陷的真实状况。由于成像系统的作用以及材料自身声学特性等原因，检测图像存在模糊退化、局部对比度低和背景灰度分布不均等缺点，给缺陷的定量分析与评价带来极大困难。针对上述情况，本文利用现代图像处理技术，深入细致的研究了超声检测图像的复原与缺陷量化等问题。\n 利用多高斯声束模型模拟了水浸聚焦探头辐射的声场分布，在此基础上建立了水浸聚焦超声C扫描成像的数学模型，利用该模型分析了点扩展函数、采样函数和附加噪声对超声成像质量的影响。研究结果表明在点扩展函数和噪声的共同作用下，检测图像发生了退化，其中点扩展函数使图像的边缘模糊化，其模糊程度随焦柱直径的增大而加剧。采样函数中的采样间隔是决定图像分辨率和检测效率的主要因素。此外受电噪声、脉冲噪声及晶粒噪声等附加噪声的影响，检测图像的清晰度明显下降。\n 根据检测图像的特点，建立了图像复原的非线性模型，研究了基于支持向量回归(SupportVectorRegression,SVR)网络的超声检测图像复原方法。将平底孔的C扫描图像和理想图像作为输入和输出进行网络训练，结合基于样本缩减处理的网格搜索法与梯度下降寻优法进行SVR模型超参数寻优。在网络训练过程中，按照一定尺寸和移动步长将样本图像划分为不同大小的子图像作为网络输入输出量。综合考虑子图像尺寸和移动步长对图像复原处理效果及网络训练时间的影响，确定了最优图像复原网络。试验结果表明，基于SVR网络的图像复原方法能够有效地提高图像的质量，降低图像的模糊程度，复原后的图像能更准确地反映被检测工件内部的缺陷分布情况，从而有效提高无损评价的可靠性。\n 研究了用于提高检测图像分辨率的自适应插值方法。针对线性插值固有的局限性，将基于边缘方向的非线性插值方法用于无损检测图像的插值重建。为了保证插值重建后的图像具有充足的信息量，结合小波变换的多分辨分析特点，将边缘方向插值算法与小波变换相结合，提出基于图像边缘方向的小波变换插值重建算法。为了满足图像插值算法中局部区域灰度统计的约束条件，同时提高算法的执行效率，对图像过渡区和灰度平坦区采用不同的方法进行插值处理，并将图像复杂度特征变换用于图像过渡区的提取。研究了插值过程中小波变换低频分量的修正及小波函数的选取问题，将图像邻域插值和Haar小波分解相结合，对小波重构的低频分量进行修正，消除了利用原始图像作为低频分量进行小波重构产生的灰度偏差。根据小波函数的对称性、线性相位和正则性分析以及试验验证，确定了用于插值重建的最优小波函数。\n 研究了低对比度、灰度分布不均的超声检测图像的缺陷量化问题。首先分析了铜钢堆焊界面的超声检测图像特征，确定了图像分块阈值化分割的缺陷提取量化方案。分析了采用规则形状分块的动态阈值化方法的不足，将动态阈值与全局阈值相加权进行图像分割。针对图像规则分块阈值化方法的不足，提出基于分水岭变换的图像自适应分块阈值化方法。首先对检测图像进行形态学增强和面积重构预处理，在此基础上进行分水岭变换，有效地减少了图像的过分割，实现了缺陷的自动提取与量化。经过破坏试验验证，本文提出的图像分割方法能有效地提取出超声检测图像中弱信号缺陷，对其定量无损评价具有较高的可靠性，通过剪切试验获得了堆焊试件的界面焊合率和剪切强度之间的关系。

关键词：超声无损评价图像复原缺陷量化分水岭变换

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超声无损评价超超临界钢微观组织的研究

超声无损评价超超临界钢微观组织的研究

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作者：周宏威大连理工大学

学位级别：硕士

Super304H钢和HR3C钢都是典型的超超临界锅炉过热器和再热器用钢。这两种钢长期服役于高温高压及交变载荷的恶劣环境中,这会引起材料组织结构变化从而影响材料的力学性能,这些将导致此类设备服役寿命降低。所以迫切需要材料工作者对其... 详细信息

Super304H钢和HR3C钢都是典型的超超临界锅炉过热器和再热器用钢。这两种钢长期服役于高温高压及交变载荷的恶劣环境中,这会引起材料组织结构变化从而影响材料的力学性能,这些将导致此类设备服役寿命降低。所以迫切需要材料工作者对其服役中的组织进行无损评价,进而保证设备安全运行、延长其使用寿命。运用无损方法对超超临界不锈钢进行研究,了解它们在服役过程中微观组织的转变过程,进而保证服役部件的良好的力学性能,逐渐成为材料学者的研究重点。本文运用超声水浸聚焦法获得不同时效时间的Super304H钢的时域波形。采用声速对Super304H钢不同时效时间的组织进行无损识别,同时结合金相显微镜、电子探针等手段进行组织差异的分析。研究发现,超声波纵波声速随着时效处理时间的增加而降低。经分析研究发现这些规律与微观组织的差异存在对应关系,因此应用超声参量对Super304H钢的时效组织进行识别是可行的。本文还应用声速法对Super304H钢的周向和轴向的微观组织进行评价,结果发现在两个方向上的声速无差别,这与在两个方向上的微观组织的一致性也是相对应的。本文用小波频带能量对HR3C钢在不同应力下的蠕变组织进行无损识别。首先采用超声水浸聚焦法获得不同蠕变应力下HR3C钢的底面回波信号,并对一次底面回波进行特征提取。研究发现：在3.91～7.81MHz的频率范围内,随着蠕变应力的提高,小波能量逐渐降低,从而可以有效地对HR3C钢不同蠕变应力下的组织进行识别；结合微观组织对这种现象进行分析,发现HR3C钢在750℃下,分别在70MPa、80MPa、90MPa的蠕变应力下保温500小时后的微观组织存在差异,即随着应力的增加,组织中大晶粒和析出物所占的比例逐渐增大,从而对超声波的散射衰减作用增强,也就表现为小波频带能量的降低。实验结果与理论分析相吻合。本研究还运用声速法测定了HR3C钢不同蠕变组织的弹性模量,研究发现随着蠕变应力的增加,弹性模量大体呈下降趋势,蠕变应力为90MPa处理后的样品的弹性模量较其它两种应力下降得的很明显,原因还需进一步分析。

关键词：超声无损评价超超临界钢时效蠕变微观组织

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基于自回归模型参数超声无损评价20钢的时效组织

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机械工程材料 2006年第8期30卷 25-27,60页

作者：李萍李会玲李喜孟大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024

基于时序分析理论,提取并优化选择表征20钢不同时效组织形态超声回波信号的自回归(AR)模型参数,用于超声无损评价。结果表明:利用AR模型参数无损评价20钢的时效组织形态是可行的,对五种组织的识别率可达84％;此外,对Cr5Mo钢高温时效组... 详细信息

基于时序分析理论,提取并优化选择表征20钢不同时效组织形态超声回波信号的自回归(AR)模型参数,用于超声无损评价。结果表明:利用AR模型参数无损评价20钢的时效组织形态是可行的,对五种组织的识别率可达84％;此外,对Cr5Mo钢高温时效组织形态和30Mn2SiV结构钢的热处理组织形态的识别率分别达到80％和88％。

关键词： AR模型参数时效组织超声无损评价

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SUS306不锈钢热疲劳损伤的超声无损评价

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声学技术 2008年第2期27卷 206-209页

作者：马世伟袁康上海大学机电工程与自动化学院上海市电站自动化技术重点实验室上海200072

对经过高温热处理和断裂拉伸实验的SUS306不锈钢模拟试样进行了接触法高频超声测试,对获得的超声反射波信号进行分析,得到了相应的超声波衰减系数与试样平均晶粒尺寸、断裂伸长率之间的关系,对利用超声脉冲反射技术进行材料热疲劳损伤... 详细信息

对经过高温热处理和断裂拉伸实验的SUS306不锈钢模拟试样进行了接触法高频超声测试,对获得的超声反射波信号进行分析,得到了相应的超声波衰减系数与试样平均晶粒尺寸、断裂伸长率之间的关系,对利用超声脉冲反射技术进行材料热疲劳损伤进展的无损评价具有实际意义。

关键词：超声无损评价衰减系数晶粒尺寸断裂伸长率

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Cr-Mo钢平均晶粒尺寸的超声无损评价

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上海大学学报（自然科学版） 2006年第2期12卷 162-165页

作者：张洪达马世伟上海大学机电工程与自动化学院上海市电站自动化技术重点实验室上海200072

对经过高温热处理的Cr-Mo钢模拟试样进行了高频超声测试,对获得的底面反射波信号进行了时域分析和基于傅里叶变换的频域分析,得到了相应的超声波衰减系数、速度、底面反射波频率的变化,并建立了它们与试样平均晶粒尺寸之间的关系,对利... 详细信息

对经过高温热处理的Cr-Mo钢模拟试样进行了高频超声测试,对获得的底面反射波信号进行了时域分析和基于傅里叶变换的频域分析,得到了相应的超声波衰减系数、速度、底面反射波频率的变化,并建立了它们与试样平均晶粒尺寸之间的关系,对利用超声脉冲反射技术进行材料热疲劳损伤进展的早期评价具有实际意义.

关键词：超声无损评价衰减系数速度频率晶粒尺寸

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材料超声无损评价信号处理与分析系统

材料超声无损评价信号处理与分析系统

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作者：张雅静大连理工大学

学位级别：硕士

随着计算机技术的发展,数字信号处理技术在超声无损评价中得到广泛应用,它不仅可以提高超声信号的信噪比,并能有效地提高对缺陷检测的灵敏度和精度。因此,信号处理系统是超声无损评价领域的重要组成部分。材料的组织与性能密切相关,对... 详细信息

随着计算机技术的发展,数字信号处理技术在超声无损评价中得到广泛应用,它不仅可以提高超声信号的信噪比,并能有效地提高对缺陷检测的灵敏度和精度。因此,信号处理系统是超声无损评价领域的重要组成部分。材料的组织与性能密切相关,对材料组织的检测与表征是材料学科的重要分支,也是超声无损评价研究的热点。组织状态的不同,使基体力学性能的连续性产生变化,这将导致超声波在材料中传播速度、衰减系数等参量的改变,鉴于超声回波信号中含有大量与材料组织状态相关的信息,这些改变必将带来信号中与组织状态相关的信息参量发生变化。基于上述思想,本研究以超声信号处理方法及其特征参量的数学理论模型为基础,采用VC++作为系统开发平台,以C++作为系统的编程语言,MATLAB为辅助语言,创建了一个材料超声无损评价信号处理与分析系统,实现了碳纤维增强环氧树脂基复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP）孔隙率和强流脉冲离子束（High-intensity pulsed ion beam,简称HIPIB）辐照Cr2O3涂层密度变化的超声无损评价。利用该软件系统的时频分析功能界面,选择Daubechies、Smylet和Coiflets系列共22个小波函数及不同的分解层次,对CFRP超声回波信号进行去噪,通过比较和分析这三个系列小波去噪的信噪比和均方根误差,得出:db8小波对CFRP超声回波信号的去噪效果最佳。利用该软件系统进行小波去噪处理过程更快捷、方便。利用该软件系统的频域分析功能界面,对CFRP超声回波信号进行功率谱分析,提取了一系列功率谱特征参量,并分析其与CFRP孔隙率（0.03%-2.3%）之间的相关性。研究表明,有限频带能量和主频对应的能量能够有效地表征CFRP的孔隙率。利用该软件系统的频域分析功能界面,得到HIPIB辐照Cr2O3涂层的超声回波信号的归一化功率谱,提取了中心频率和有限频带能量两个参量,考察其与HIPIB辐照Cr2O3涂层的密度变化之间的联系,研究发现,中心频率随着HIPIB辐照Cr2O3涂层的密度的增加而增加。

关键词：超声无损评价信号处理系统特征参量碳纤维增强环氧树脂基复合材料 Cr2O3涂层

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基于AR模型参数超声无损评价钢的时效组织

基于AR模型参数超声无损评价钢的时效组织

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作者：李会玲大连理工大学

学位级别：硕士

超声无损检测是一种应用十分广泛的无损检测(NDT)方法。它广泛应用于航空航天、石油化工、机车车辆、船舶制造、机械装备、核工业、桥梁以及建筑等行业。超声无损评价是NDT技术用于材料评价的重要组成部分,是NDT行业中一个崭新的发展方... 详细信息

超声无损检测是一种应用十分广泛的无损检测(NDT)方法。它广泛应用于航空航天、石油化工、机车车辆、船舶制造、机械装备、核工业、桥梁以及建筑等行业。超声无损评价是NDT技术用于材料评价的重要组成部分,是NDT行业中一个崭新的发展方向,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。材料的无损评价是在不损害材料使用性能的前提下,用来评价被检测对象的完整性的一门学科。它是利用超声换能器的振动产生的超声波与弹性介质相互作用,从而携带大量有关材料性能的信息,这种信息以超声回波信号的形式被接收到。因此,对超声回波信号的处理与分析就成为材料无损评价研究的关键。信号是通过数模转换技术生成的一组数字序列,它作为信息的载体,历来受信息研究、材料研究和无损检测人员的重视。但是,在各类信息传输系统中所传输的信号又往往带有随机性,因此,运用数理统计的理论和方法——统计信号处理技术对信号进行统计分析,进而最终实现有关材料性能信息的有效地提取和优化,是材料研究和无损检测人员所面临的首要问题。时间序列分析是用数理统计和随机过程理论研究随机数据序列的方法,通常是利用模型法实现的,如自回归(AR)模型、ARMA模型等。本研究的基本技术路线和宗旨是通过对超声回波信号进行相应的分析,提取模型的特征参数,并与材料的组织形态及其演变过程相关联,最终实现材料的超声无损表征与评价。本文进行材料超声无损评价的具体思路是:在基于时序分析理论的基础上,提取并优化表征20钢不同时效组织形态超声回波信号的自回归(AR)模型参数,并将其用于材料的组织形态的分类和识别。结果表明:利用AR模型参数无损评价20钢的时效组织形态是可行的,对五种组织的识别率可达84%;此外,对Cr5Mo高温时效组织形态和结构钢30Mn2SiV的热处理组织形态识别率分别达到75%和83.3%。

关键词：超声无损评价数字信号处理 AR模型参数组织形态

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304不锈钢氢损伤和敏化程度的超声无损评价

304不锈钢氢损伤和敏化程度的超声无损评价

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作者：程向梅大连理工大学

学位级别：硕士

304不锈钢(即OCr18Ni9)以良好的机械性能、低温强度、耐热性和耐蚀性被广泛应用于冶金机械、航空航海、石油化工和仪器仪表等领域。但是当其长期在高温高压并且临氢环境下工作时,304不锈钢同样会产生氢损伤；另外,当其暴露在腐蚀性环境... 详细信息

304不锈钢(即OCr18Ni9)以良好的机械性能、低温强度、耐热性和耐蚀性被广泛应用于冶金机械、航空航海、石油化工和仪器仪表等领域。但是当其长期在高温高压并且临氢环境下工作时,304不锈钢同样会产生氢损伤；另外,当其暴露在腐蚀性环境中或经历不适当温度区间(400-850℃)加热时还可能出现敏化现象,使材料的晶间腐蚀倾向明显增加,这会严重影响工业部件的使用寿命,甚至导致灾难性事故发生。所以迫切需要研究一种无损检测方法来评价304不锈钢的氢损伤和敏化程度,以达到既不影响工业部件正常运作又能实时监测、预防重大事故发生的目的。本项研究基于超声信号与材料组织结构之间的相互作用,测量304不锈钢的横、纵波声速以及衰减系数并运用频谱分析方法分析一次底面回波信号。结合金相分析、电子探针分析所得的显微组织变化以及硬度测试结果,探讨了无损评价304奥氏体不锈钢氢损伤程度、固溶处理产物晶粒尺寸以及敏化程度的可行性与表征参数。研究结果如下：氢损伤严重影响奥氏体不锈钢部件的使用寿命,甚至会引发安全事故。实验中采用电解充氢的方法制备304不锈钢氢损伤样品,探讨了电解充氢过程中,微观组织结构转变对超声波声速、衰减以及频域特性的影响。研究结果表明：随充氢时间延长,304不锈钢声速呈现升高一降低一升高的趋势,衰减系数呈降低一升高一降低的变化趋势,这是因为：充氢会使材料微观组织结构的弹性模量、位错运动阻力以及应力状态发生改变。晶粒尺寸是影响材料力学性能的一个关键参数。采用超声波检测方法研究304不锈钢固溶处理产物晶粒尺寸的无损表征参数。发现：随固溶时间延长,304不锈钢晶粒尺寸不断增大,横、纵波声速均呈现递减的趋势,衰减系数却不断增大。分析认为：声速、衰减系数的改变归因于固溶处理对材料的晶粒尺寸作用以及晶粒尺寸对超声波传播的影响作用。基于最小二乘法拟合得到：横、纵波声速ν1、ν1与晶粒尺寸d线性相关：vt=-0.49254d+3188.40138,v1=-0.07632d+5772.88964；纵波衰减系数a与d符合如下规律：α=1.2605×10-15d6.5012+0.0995. 发生敏化的奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀概率大大增加,故采用超声波检测方法研究304不锈钢敏化程度的无损评价表征参数。结果表明：随敏化时间的延长,304不锈钢声速基本不变,但是纵波衰减系数会不断增大。原因归结为敏化使得304不锈钢晶界上出现大量铬的碳化物对超声波散射作用增强所致。幅度谱中的峰值频率随敏化时间的延长会向高频方向偏移,其峰值幅度也会明显上升。分析认为：延长敏化时间使得304不锈钢晶界上铬的碳化物颗粒逐渐变得密集且细小,从而引起较高频率子波的干涉增强。

关键词：超声无损评价 304不锈钢氢损伤敏化晶粒尺寸

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