基于多模態(tài)信號的金屬材料缺陷無損檢測方法研究.pdf

1、隨著生產(chǎn)力的飛速發(fā)展以及工業(yè)技術(shù)與工藝水平的進(jìn)步，金屬材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了各行各業(yè)中，并發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在金屬材料的加工過程中，以及使用周期中，出于多種方面的原因，難免會產(chǎn)生一些缺陷。這些缺陷會對材料的使用壽命、力學(xué)性能等產(chǎn)生直接影響，并會逐漸發(fā)展、惡化，最終將導(dǎo)致材料失效并發(fā)生斷裂，還可能造成生命或財產(chǎn)的巨大損失。因此，對于金屬材料缺陷無損檢測技術(shù)的研究具有重要意義。
　　本課題研究了一種以光聲信號為主體，結(jié)合光學(xué)信號和超

2、聲信號的金屬材料缺陷多模態(tài)無損檢測方法，主要包括如下幾點：
　　首先，介紹了金屬材料缺陷的種類和分布特征，指出了缺陷可能出現(xiàn)在材料各個位置的事實；并介紹了光學(xué)信號、光聲信號和超聲信號在缺陷無損檢測的原理，通過分析三者在表面、淺表層和內(nèi)部缺陷檢測方面優(yōu)勢互補的關(guān)系，闡述了多模態(tài)無損檢測方法的合理性，進(jìn)而提出以光聲信號為主體，結(jié)合光學(xué)信號和超聲信號的金屬材料缺陷多模態(tài)無損檢測方法。
　　其次，利用有限元方法對金屬材料上的光聲效應(yīng)

3、過程進(jìn)行了仿真分析。建立了金屬材料表面雜質(zhì)缺陷和不同尺寸的淺表面裂紋缺陷的有限元模型，通過分析激光在表面雜質(zhì)和金屬材料上分別激發(fā)出的初始聲壓差異，以及激光在表面激發(fā)的反射波和透射波與裂紋深度和傾角的關(guān)系，提出并驗證了基于激光能量吸收量的表面雜質(zhì)檢測方法和基于光聲表面波的金屬淺表面裂紋尺寸檢測方法。
　　最后，根據(jù)多模態(tài)無損檢測方法對光學(xué)信號、光聲信號和超聲信號的要求，搭建了金屬材料缺陷多模態(tài)無損檢測系統(tǒng)。利用多模態(tài)無損檢測系統(tǒng)采集