基于全聚焦算法的混凝土超声阵列探测成像方法

混凝土结构内含有大量的砂石、骨料以及钢筋,形成多样性的声学界面,超声在混凝土结构中的信号成分复杂,且超声能量易衰减.为了提高混凝土检测分辨率与信噪比,提出基于全聚焦算法的混凝土超声阵列检测方法.首先通过建立混凝土有限元模型,开展混凝土超声阵列仿真研究,模拟一发多收方式依次激励阵列探头,并获得检测信号;然后,为了避免噪声...     

铜覆钢涡流检测探头优化设计与研究

为了提高涡流检测技术对铜覆钢表面及近表面的检测灵敏度,针对探头与铜覆钢的同轴度状态、激励信号频率、探头线圈的匝数及宽度探头等变量对铜覆钢涡流检测过程造成的影响,从同轴度矫正和探头参数优化的角度对铜覆钢涡流检测探头进行设计。利用数值仿真技术从理论上确认探头与铜覆钢的同轴度对涡流检测效果的影响。设计制作直径可调铜覆钢专用检测探头,可检测出铜覆钢材料中深度为0.1 mm的近表面缺陷。采用正交实验方法研究不同因素对涡流检测探头的影响程度。结果表明,铜覆钢涡流检测探头激励频率为25～35 kHz时,探头对于铜覆钢缺陷的检测灵敏度最高。因此,通过改善探头结构、优化探头参数,可提高铜覆钢涡流检测灵敏度。     

基于深度张量投影网络的机械故障诊断方法研究

针对现有的、基于深度卷积神经网络的故障诊断方法利用池化层对高阶输入张量降维时容易破坏张量数据,造成数据信息丢失,以及网络结构相对复杂的不足,构造了一种深度张量投影网络。该网络利用张量投影层代替传统卷积神经网络中的池化层,在对输入的高阶张量数据进行降维时,不会对张量数据造成破坏,避免了特征信息的丢失,提高了模型对故障的识别准确率;并且张量投影层是一种维度可变的降维层,可以简化网络结构。在此基础上,结合高阶谱和深度张量投影网络各自的优点,提出了基于深度张量投影网络的机械故障诊断方法。在提出的方法中,利用高阶谱提取故障信号特征,将得到的高阶张量谱图输入到构建的深度张量投影网络模型中进行高阶张量降维和识别。提出的方法成功应用到齿轮箱故障诊断中。实验结果表明,所提方法能够更好地保留原始故障信息,有效识别不同类型的故障,准确率优于传统深度卷积神经网络故障诊断方法。     

基于刚柔耦合的提升机钢丝绳横向振动因素分析

落地式摩擦提升机在运行过程中极易产生振动现象,影响提升设备的安全。为此,以多体动力学仿真软件为载体,考虑钢丝绳的柔性特性,建立刚柔耦合的摩擦式提升机仿真模型,研究加速度与制动曲线对提升钢丝绳横向振动的影响。实验与仿真结果表明：制动阶段时不同加速度运行工况下,摩擦提升系统极易产生横向振动,矩形加速度曲线产生的横向振动更小,上行工况比下行工况钢丝绳振动剧烈。     

基于二维等效声速的频域全聚焦超声成像研究

为了提高对碳纤维增强复合材料分层缺陷定位定量的精度,提出了一种基于二维等效声速映射的精准频域全聚焦方法三维成像技术。该技术首先将子矩阵的划分标准从激励点位置变为激励-接收间距,获得了一个新的全矩阵数据;然后将变换后的二维子矩阵变换至频域,根据深度和空间频率的变化推导出精准的二维等效声速映射,来匹配子矩阵数据中的收发分离信号,并结合角谱运算得到子矩阵频域重构图;运用快速傅里叶逆变换得到子矩阵聚焦图并将其融合得到全聚焦图像;最后运用多平面三维重构技术得到最终三维图像。结果表明,与传统F-TFM和F-SAFT算法相比,所提算法有效抑制了旁瓣效应的产生,双缺陷间距的定量误差缩减了20.31%,缺陷宽度定量误差分别缩减了5.43%和6.3%;当缺陷深度和双缺陷间距发生变化时仍可保证较高的检测灵敏度。     

基于波包分解技术的铁基非晶涂层厚度超声检测与评价

在强摩擦和强腐蚀的环境中,铁基非晶涂层可以为钢质设备提供防护,但是对于铁基非晶涂层质量的无损检测与评价仍然没有有效的方法.针对涂层质量检测需要,提出一种涂层质量高频超声检测与评价方法.通过建立三轴超声扫查系统,完成对超音速火焰喷涂(high-velocity oxygen-fuel,HVOF)铁基非晶涂层信息的高频超声...     

偏置磁场均匀性对磁致伸缩导波传感器输出特性的影响

磁致伸缩式导波检测传感器（MsS）作为一种新型的超声波检测装置可应用于管道的健康监测,但其较低的能量转换效率却限制了其进一步的应用。为提高MsS能量转换效率,从偏置磁场均匀性角度出发,分析了偏置磁场均匀性对传感器输出特性的影响。采用有限元方法分析磁化装置个数与放置方式对管道内部磁场分布状况的影响,分析表明,适当增加磁化装置个数可以有效提高偏置磁场的均匀性;同时在磁场装置个数一定时,均布的放置方式将有助于形成均匀的偏置磁场。以有限元计算结论为基础,理论推导了偏置磁场与检测效率的关系,并通过实验研究揭示了磁场分布不均匀性对MsS输出的影响。通过改善偏置磁场的均匀性可以有效地提高磁致伸缩导波传感器的检测效率。     

基于符号相干因子加权的双层介质频域 相干复合平面波成像

为同时提高双层介质下超声相干复合平面波(CPWC)成像的质量和效率,提出一种频域波束形成与符号相干因子加权(SCF)相结合的算法。提取平面波数据的相位符号,通过修正后的频域波束形成算法对其进行波场外推。利用外推后的相位符号构建SCF加权因子对波束形成后的平面波图像进行自适应加权。结果表明,经过SCF加权,时域和频域波束形成后图像中缺陷的平均半峰值宽度基本相同,分别为时域DAS的78%和75%,频域图像的信噪比高于时域5 dB左右,在提供相同分辨率和信噪比的前提下,相比于时域波束形成下的SCF加权算法,本文所提的复合算法成像效率提升4倍以上,同时兼顾较高的成像质量和较低的运算复杂度,进而形成一种适用于双层介质无损检测的高质量、低复杂度的超声相控阵成像技术。     

纸浆模塑结构单元的缓冲高度与缓冲性能关系研究

利用有限元分析软件，针对纸浆模塑典型结构单元建立系统力学分析模型，以纸浆模塑缓冲结构单元的静态压缩曲线为基础，研究了缓冲包装结构缓冲高度对缓冲性能的影响。研究结果，为缓冲包系统的设计提供一定参考。     

磁致伸缩导波激励传感器模型及输出特性

基于MsS传感器存在较低的信噪比、在外加磁场作用下非线性力磁耦合特性造成输出特性变化等问题,从铁磁性材料非线性磁弹性耦合理论及磁致伸缩导波激励传感器模型出发,建立了磁致伸缩导波产生的动力学模型。分析了偏置磁场、激励频率及激励电流对介质质点振动幅度的影响,通过有限元仿真计算方法验证了该模型分析的有效性。以该模型为基础讨论了非线性模型与线性模型对介质质点振动位移影响,进一步说明了该模型的适用性。分析表明,在考虑频散特性的情况下,为提高磁力转换效率应选择频率较低而强度较大的激励电流,且其偏置磁场应选择在质点振幅曲线中切线斜率最大的位置。