双跨孔距兰姆波层析成像无损检测算法研究

摘要

超声Lamb波层析成像无损检测技术是一种较为先进的薄板结构缺陷检测技术,且在检测过程中对操作者没有过高要求,方便快捷,在大型薄板检测上具有独特优势,使其在航空航天、轨道交通等领域内得到广泛的应用研究。但是由于Lamb波的频散特性,致使检测过程的信号处理复杂,数据提取不易,以及Lamb波探伤的数据采集困难,限制了其在生产实践中的应用,为了简化数据采集和重建成像过程,本文对探头按双跨孔距结构布置的Lamb波无损检测使用滤波反投影重建算法进行重建成像的方法进行了研究,主要工作包括以下几个方面:
　　Lamb波的频散理论、在板中的传播特性及计算机层析成像理论是应用超声Lamb波进行层析成像无损检测的理论基础,本文阐述了这些基本理论,绘制Lamb波在铝板中传播的频散曲线,介绍了由投影重建图像的过程及具体算法实现。
　　采用无缺陷、缺陷位于模型中心和缺陷向X轴正方向偏移三个数据模型,通过计算和Abaqus数值分析软件建模仿真,使用经验模态分解、Hilbert变换处理仿真数据,并提取数据获取双跨孔距投影数据。
　　给出双跨孔距结构的数据重排列为平行束数据的方案,将通过计算和仿真两种方法得到的数据重排列为平行束数据,得到重排结果。
　　使用代数迭代算法对重排前后的数据重建成像,对重排列算法的可行性和正确性作出验证;使用滤波反投影重建算法对重排列后的理论投影数据和仿真数据进行重建,从重建结果中获取到与模型缺陷一致的缺陷信息。
　　结果表明,将得到的含有不同缺陷信息的三组双跨孔距仿真数据,通过文中提出的重排列算法将其重排为平行束投影数据,通过不同的滤波方法对各组数据进行滤波反投影重建成像,虽然数据波动较大,不太理想,但是仍能够从重建结果中获取缺陷信息,取得一定的效果。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景及研究意义

1.2国内外研究现状及趋势

1.3论文的主要工作及内容安排

第二章 Lamb波与CT基本理论

2.1 Lamb波基本理论

2.2 CT基本理论

2.3小结

第三章 双跨孔距投影数据的获取

3.1理论投影数据计算

3.2 Abaqus数值仿真

3.3小结

第四章 双跨孔距到平行束投影数据的重排

4.1重排方案

4.2重排列前后数据曲线

4.3小结

第五章 重建结果与缺陷分析

5.1 ART算法重建

5.2 FBP算法重建

5.3小结

第六章 总结与展望

6.1论文工作总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录