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曲面变厚度工件超声检测中的波形自动跟踪技术研究: 针对变厚度曲面复合构件超声检测中,扫描程序难以根据各扫描点所采集的A型波进行缺陷自动识别的特点,提出了基于复小波变换的缺陷波定位技术,先通过小波变换提取超声射频信号特征波形包络,然后用连续点阈值算法找出采样信号中各超声回...; 杨辰龙; 关键词：变厚度超声检测波形跟踪小波变换; 文献传递

冗余自由度超声检测机器人的逆运动学分析: 2012年; 针对一类冗余自由度超声检测机器人的传统逆运动学求解算法耗时长且准确度低的问题,提出了一种基于集合划分和解析解法相结合的逆运动学求解算法。首先采用De-navit-Hartenberg方法建立检测机器人的运动学方程;其次,利用解析解法求出机器人逆解的解析表达式,并提出三种自由度分配方案;最后,选择合适的自由度分配方案,据此对超声波探头位姿集合作划分,结合逆解解析式求出运动学逆解。实际应用中,借助十一轴超声波检测机器人,利用该算法对具有复杂外形的飞机螺旋桨叶片进行检测。结果表明,与传统的纯数值解法相比,该算法能够快速得到精确的运动学逆解。; 马华栋徐志农杨辰龙涂春磊; 关键词：超声检测机器人冗余自由度逆运动学

CFRP Voids 3D Identification and Location Method Based on the Process of Backscattered Signal: 2016年; The porosity of carbon fiber reinforced polymer(CFRP) workpiece is tested by ultrasonic in pulse-echo mode.When the ultrasonic frequency is close to the resonant frequency of the workpiece,the resonance will occur along the thickness direction.If the CFRP workpiece contains voids,the resonant frequency will decrease.The result of ultrasonic testing experiment clearly draws the conclusion that the center frequency of the backscattered signal spectrum declines with increasing porosity.Based on the above theory and conclusion,the three-dimensional(3D) voids identification and location method is established.Firstly,the ultrasonic signals are collected and the center frequencies of the backscattered signal spectra are calculated.Then the C-scan of center frequency is generated to identify the voids.At last the B-scan of center frequency for the region containing voids is generated to determine the depth of the voids.The experimental results show that,by using this method,the voids in the CFRP workpiece can be identified and pinpointed.; 陈越超杨辰龙ZHOU XiaojunLI ZhaoZHENG Huifeng; 关键词：CFRP 碳纤维增强复合材料碳纤维复合材料

基于经验模态分解和奇异值分解的振动声调制信号分析方法研究被引量：14: 2016年; 针对振动声调制特征信号被强噪声淹没无法有效提取的问题,提出一种基于经验模态分解与奇异值分解相结合的振动声调制信号分析方法。先对振动声调制信号进行经验模态分解,选取imf分量,然后将imf分量进行奇异值分解降噪,得到非线性特征信号,最后对特征信号进行Kolmogorov熵计算。将该算法应用于实际碳纤维复合材料的检测,利用Kolmogorov熵进行损伤评估。该方法成功提取了特征信号,实现了损伤诊断和定量评估,而且具有较强的自适应能力。; 郑慧峰喻桑桑王月兵方漂漂王成唐廷浩; 关键词：计量学特征提取经验模态分解奇异值分解

金属材料小缺陷超声反射信号建模及识别被引量：15: 2015年; 为了能从含噪声金属材料超声检测信号中有效识别出微小缺陷回波,建立了金属材料超声反射信号模型并提出了基于相关系数的微小缺陷回波识别方法。对含微小缺陷金属材料超声脉冲反射信号的成分进行分析,建立了基于散射声场与高斯回波理论的优化超声回波模型。设计了超声缺陷回波位置识别方法。该方法对超声脉冲反射信号去噪后,取探头发射脉冲信号为参考信号;然后与去噪后的信号逐段求解相关系数;最后对该相关系数序列进行阈值化处理,获得缺陷回波在超声回波信号中的位置。将利用上述优化超声回波模型生成的超声反射信号及其频谱与实验获得的金属材料超声反射信号及其频谱进行了对比,结果表明:两者的时频域特征具有一致性。当将阈值设定为相关系数序列最大值的60%时,能够有效从超声背散射信号中识别出金属材料微小缺陷回波。; 杨辰龙陈越超叶钱郑慧峰; 关键词：金属材料回波模型相关系数

变厚度曲面复合工件超声波形自动跟踪研究被引量：1: 2012年; 分析了变厚度曲面复合工件的超声检测和波形自动跟踪原理，利用改进型的BP神经网络来获取曲面采样点位置信息与灵敏度之间的映射关系，生成各采样点的灵敏度模板，实现了灵敏度的补偿与实时控制和超声波底波信号的自动跟踪。仿真结果和实验证明，该方法有效解决了复合材料A波信号的“多峰”现象给检测带来的困难，实现对变厚度曲面复合工件的波形自动跟踪，对提高类似大衰减率的材料的瞳面复杂工件的超声检测效率与精度具有普遍意义。; 郑慧峰吕江明杨妮杨辰龙; 关键词：计量学超声检测波形跟踪改进型BP神经网络

厚截面CFRP孔隙超声脉冲反射检测方法被引量：2: 2016年; 目前对碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced plastic,简称CFRP)孔隙缺陷超声检测识别的研究主要以薄板型CFRP为对象,针对厚截面CFRP孔隙缺陷检测的需要,提出了基于超声脉冲反射背散射信号处理的孔隙缺陷识别方法。背散射信号特征分析结果表明,背散射信号由材料近表面共振结构噪声、信号指数型衰减成分、孔隙的反射和散射信号以及随机噪声组成。为得到孔隙的反射和散射信号,首先,利用提升小波变换良好的去噪能力除去背散射信号中的随机噪声;其次,设计低通滤波和自适应滤波分别除去信号中的共振结构噪声和衰减成分。对实验信号的处理结果表明,上述处理方法可以有效去除相应信号成分。在此基础上进一步提出了背散射信号幅值C扫描成像方法,将该成像方法应用于厚截面CFRP孔隙缺陷识别,可以有效识别试块中的含孔隙区域。; 陈越超杨辰龙周晓军郑慧峰; 关键词：滤波

厚截面复合材料局域孔隙超声检测方法被引量：7: 2015年; 采用超声脉冲反射法对厚截面复合材料局域孔隙缺陷进行检测,提取超声背散射信号进行分析。结果表明,在材料近表面区域可能产生共振结构噪声,孔隙会导致结构噪声频率降低、幅值减小;在远表面区域的背散射信号恢复正常状态,孔隙则会导致较小幅值回波的出现。在此基础上提出了基于背散射信号处理的局域孔隙识别方法。对近表面信号使用改进S变换生成时频系数矩阵,再计算信号主频极小值及增益来识别孔隙。对远表面信号则先进行小波变换模极大值去噪,再使用改进S变换生成时频系数矩阵,最后计算信号主频极大值及增益来识别孔隙。对厚截面复合材料平板和曲面试块的实验表明,使用该信号处理方法可以有效识别厚截面复合材料局域孔隙缺陷。; 陈越超周晓军杨辰龙李钊郑慧峰

基于反射系数建模的层状CFRP超声共振特性研究被引量：4: 2016年; 对层状碳纤维复合材料(CFRP)超声反射系数进行建模并研究超声波在CFRP内的共振特性。首先建立了声波在多层介质中传播时的反射系数频响模型;在此基础上对多层CFRP反射系数频域响应进行数值计算并对反射系数频响随CFRP层数的变化特征进行分析;结果表明使用中心频率接近层状CFRP固有共振频率的超声探头进行检测时,超声波在层状CFRP中将产生共振现象;在CFRP层数较少时,共振结构噪声中会夹杂其他频率的信号成分。随着CFRP层数增加,共振结构噪声在信号共振区域的占比将会提高;当CFRP层数增加到一定数量后,共振结构噪声将只在离超声波入射表面较近的区域出现;随着超声波远离入射表面,共振结构噪声将逐渐消失。最后对薄板型CFRP和厚截面CFRP的实验信号进行分析,得到的实验结果和数值计算结果相一致。; 陈越超杨辰龙周晓军郑慧峰; 关键词：碳纤维复合材料反射系数频域响应

L型CFRP构件R区微观形态及孔隙特征被引量：3: 2014年; 对8块L型CFRP构件R区的微观组织形态进行观察,其中构件R区的拐角半径均为10mm,厚度均为5mm,孔隙率为0.54%~2.48%,在观察的基础上分析R区的主要微缺陷类型及孔隙形态分布特征.结果表明：L型CFRP构件R区的主要缺陷类型为富树脂、微裂纹和孔隙;孔隙主要分布在富树脂区和纤维层内,层间孔隙很少;所观察构件的孔隙长度为12-411μm,孔隙宽度为7-289μm,孔隙率越大,孔隙平均长度、宽度和面积越大;对于单个样本的统计数据,孔隙长度和宽度分别与孔隙数量百分比之间存在近似的对数正态分布关系;随着孔隙率的增大,形状不规则、面积较大的孔隙增多,孔隙的形状因子和宽长比总体上都有减小的趋势.; 陈越超周晓军杨辰龙李钊; 关键词：微裂纹孔隙

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国家自然科学基金(51075358)

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