SSA降噪算法在超声检测中的应用 被引量：2

1

作者 程树云 陆铭慧 +2 位作者 刘元钰 刘勋丰 朱颖 《无损检测》 CAS 2023年第4期33-38,81,共7页

超声检测信号中往往会携带部分噪声信号,以材料晶界散射噪声和系统噪声居多。针对一些传统超声信号降噪方法的局限性和不足,将奇异谱分析(SSA)算法引入到超声信号的降噪中。该方法源于主成分分析法(PCA),根据奇异谱中信号主成分和噪声... 超声检测信号中往往会携带部分噪声信号,以材料晶界散射噪声和系统噪声居多。针对一些传统超声信号降噪方法的局限性和不足,将奇异谱分析(SSA)算法引入到超声信号的降噪中。该方法源于主成分分析法(PCA),根据奇异谱中信号主成分和噪声成分的奇异值差异提取出信号主成分,再对提取出的若干个信号主成分进行信号重构,实现降噪目的。最后对比了SSA方法与小波阈值去噪、EMD(经验模态分解)滤波和稀疏分解重构等传统降噪方法的降噪效果。试验结果表明,SSA算法对不同信噪比的含噪信号均有较好的降噪效果,显著优于其他传统的降噪方法,且无需更多的先验信息。 展开更多

关键词 超声检测 奇异谱分析 主成分分析 信号重构 降噪

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航空转子铜-钢结合层缺陷的五轴超声成像检测系统

2

作者 安仕伟 刘勋丰 +3 位作者 胡克 刘康正 程树云 胡文杰 《无损检测》 CAS 2023年第2期66-71,共6页

针对现有的四轴平动扫描成像系统检测航空转子时系统定位精度低、抗干扰能力差的问题,研制了一套五轴超声成像检测系统。该系统对检测工作台,探头夹持装置及抗干扰装置进行了优化设计,改进了滤波方式,并在软件中加入探头对中算法。采用... 针对现有的四轴平动扫描成像系统检测航空转子时系统定位精度低、抗干扰能力差的问题,研制了一套五轴超声成像检测系统。该系统对检测工作台,探头夹持装置及抗干扰装置进行了优化设计,改进了滤波方式,并在软件中加入探头对中算法。采用该系统进行抗干扰性试验,并对系统的定位精度进行验证,试验结果表明,五轴超声成像检测系统的定位精度高,成像效果好,能有效抑制电磁干扰,实现转子的连续稳定检测。 展开更多

关键词 超声检测 航空转子 扫描成像系统

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曲折线圈EMAT偏置磁场优化设计及其实验研究 被引量：3

3

作者 刘勋丰 石文泽 +3 位作者 卢超 陈尧 陈果 龙盛蓉 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期746-753,共8页

针对曲折线圈电磁超声换能器(EMAT)换能效率低的问题,建立了曲折线圈EMAT检测过程有限元模型,分析了3种常见的永磁体组合方式对EMAT换能效率的影响,研究了3种组合方式下永磁体几何参数对金属试样表层偏置磁感应强度的影响规律,并给出了... 针对曲折线圈电磁超声换能器(EMAT)换能效率低的问题,建立了曲折线圈EMAT检测过程有限元模型,分析了3种常见的永磁体组合方式对EMAT换能效率的影响,研究了3种组合方式下永磁体几何参数对金属试样表层偏置磁感应强度的影响规律,并给出了偏置磁场强度最大时对应的永磁体最佳几何参数。为验证仿真结果,采用3种组合形式的永磁体制作EMAT探头,并在铝板中激励0.9 MHz表面波和2 MHz斜入射偏振剪切波(SV波)。研究结果表明,当永磁体宽度为EMAT曲折线圈宽度的0.8左右时,曲折线圈EMAT换能效率最高。改进U型永磁体组合可显著提高金属试样表面的偏置磁场强度。 展开更多

关键词 电磁超声换能器 曲折线圈 偏置磁场 换能效率 有限元法

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基于VB的虚拟示波器的研究与设计 被引量：1

4

作者 刘勋丰 邱文涛 陆铭慧 《南昌航空大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第2期45-50,共6页

针对传统示波器的功能局限,价格昂贵,更新周期长等不足,结合虚拟仪器扩展性强、开发周期短、性能高等优势,以Visual basic 6.0为软件平台,计算机和数据采集卡为硬件平台,开发设计了一种多功能虚拟示波器。该示波器由数据采集、频谱波形... 针对传统示波器的功能局限,价格昂贵,更新周期长等不足,结合虚拟仪器扩展性强、开发周期短、性能高等优势,以Visual basic 6.0为软件平台,计算机和数据采集卡为硬件平台,开发设计了一种多功能虚拟示波器。该示波器由数据采集、频谱波形显示、时域波形显示、快速傅里叶变换(FFT)、数据存储读取以及参数处理显示模块构成。通过与传统示波器的数据采集、波形显示等功能对比,检测信号结果与传统示波器所测结果吻合,具有界面友好、操作简单、可扩展性强、成本低、失真度小等优点,除了优化传统示波器的基本功能外,还增加了信号的频谱测量分析和数据存储读取功能。 展开更多

关键词 虚拟仪器 VISUAL Basic 6.0 虚拟示波器 傅里叶变换

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涡轮斜结合面同深度扫描超声成像检测系统的研制 被引量：1

5

作者 刘勋丰 罗艺 +1 位作者 陆铭慧 刘洋 《无损检测》 2020年第11期67-71,共5页

为对整体涡轮的斜结合面进行无损检测,依据涡轮整体的结构特点,研制了一套同深度扫描超声成像检测系统。基于相控阵超声偏转角可控的特点,采用相控阵发射声波,曲面探头接收声波的方式,结合自动扫描装置对涡轮斜结合面进行扫查。获取接... 为对整体涡轮的斜结合面进行无损检测,依据涡轮整体的结构特点,研制了一套同深度扫描超声成像检测系统。基于相控阵超声偏转角可控的特点,采用相控阵发射声波,曲面探头接收声波的方式,结合自动扫描装置对涡轮斜结合面进行扫查。获取接收信号后,以信号的幅值为特征对斜结合面中的缺陷进行成像。结果表明,该装置可对处于涡轮斜结合面30,50,70,90mm深度处的直径为2,3mm的缺陷进行超声成像检测,实现了对整体涡轮斜结合面不同深度位置缺陷的准确超声成像检测。 展开更多

关键词 整体涡轮 自动扫描 超声成像 相控阵

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基于超声特征成像技术的铝硅热障涂层脱粘缺陷检测 被引量：3

6

作者 刘勋丰 李杨杨 黄勇 《无损检测》 2017年第10期49-53,共5页

基于超声特征扫描成像检测技术,提取铝硅热障涂层与基体粘接面的超声反射波参数,利用相位特征和幅值特征来判断缺陷,判断热障涂层与基体结合面是否脱粘。试验样品的涂层厚度为0.5mm,基体厚度为1.5mm。通过人工方法在粘接面处制作人工脱... 基于超声特征扫描成像检测技术,提取铝硅热障涂层与基体粘接面的超声反射波参数,利用相位特征和幅值特征来判断缺陷,判断热障涂层与基体结合面是否脱粘。试验样品的涂层厚度为0.5mm,基体厚度为1.5mm。通过人工方法在粘接面处制作人工脱粘缺陷。成像结果表明:结合面脱粘处的回波与正常位置的回波相比,不仅回波幅值增大,相位也发生明显变化;通过相位特征和幅值特征能够准确判断出缺陷并进行成像。最后,通过金相试验验证了超声特征成像技术检测热障涂层粘接的准确性与直观性。 展开更多

关键词 热障涂层 超声特征扫描成像 脱粘缺陷

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镍-玻璃纤维复合层超声特征成像检测

7

作者 刘勋丰 黄熠 +2 位作者 李英杰 孙献煜 石文泽 《失效分析与预防》 2018年第3期154-158,共5页

对直升机旋翼前缘的镍-玻璃纤维复合层进行超声检测方法研究。分析镍-玻璃纤维复合层缺陷特征及缺陷识别方法;针对薄壁曲面构件的检测需求,采用便携式超声特征扫描成像方法和接触式聚焦方法,完成曲面旋翼前缘的扫描成像检测;利用超声特... 对直升机旋翼前缘的镍-玻璃纤维复合层进行超声检测方法研究。分析镍-玻璃纤维复合层缺陷特征及缺陷识别方法;针对薄壁曲面构件的检测需求,采用便携式超声特征扫描成像方法和接触式聚焦方法,完成曲面旋翼前缘的扫描成像检测;利用超声特征扫描成像系统对检测信号进行全波列采集,并用幅值特征和频谱分析等方法对复合层脱粘缺陷进行分析和处理,实现高精度的缺陷显示和评价。 展开更多

关键词 镍-玻璃纤维复合层 脱粘缺陷 接触式聚焦 超声特征扫描成像

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燃油泵蜗壳组件厌氧胶涂覆品质的超声检测

8

作者 刘勋丰 罗雪峰 +1 位作者 江浩 邱传琦 《无损检测》 2018年第9期1-4,共4页

为了避免蜗壳组件在使用过程中因厌氧胶涂覆品质的不良而引发碰磨故障的问题,提出了采用超声特征扫描技术对厌氧胶涂覆品质进行检测。设计制作了5个蜗壳组件试样,在完成对试样的检测后,使用超声回波的幅值特征进行成像显示,并利用软件... 为了避免蜗壳组件在使用过程中因厌氧胶涂覆品质的不良而引发碰磨故障的问题,提出了采用超声特征扫描技术对厌氧胶涂覆品质进行检测。设计制作了5个蜗壳组件试样,在完成对试样的检测后,使用超声回波的幅值特征进行成像显示,并利用软件的统计功能对厌氧胶的涂覆品质进行评估。结果表明,利用超声特征扫描成像系统能够有效检测蜗壳组件厌氧胶的涂覆品质。 展开更多

关键词 厌氧胶 超声特征扫描 蜗壳 超声C扫描

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复合材料冲击损伤超声回波特性及其成像检测 被引量：10

9

作者 刘松平 傅天航 +2 位作者 刘菲菲 史俊伟 刘勋丰 《航空制造技术》 2011年第15期82-85,共4页

冲击损伤是复合材料制造、特别是使用过程中容易产生的一种损伤形式,由于复合材料自身工艺结构特点和破坏模式的不同,复合材料设计、工艺、制造和工程应用与服役过程中都非常关注其冲击损伤及其损伤行为.

关键词 复合材料 冲击损伤 复合材料层压结构 复合材料结构 超声成像检测 回波特性 超声回波

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曲轴R区域超声相控阵检测方法研究 被引量：6

10

作者 陆铭慧 邓勇 刘勋丰 《中国测试》 CAS 北大核心 2016年第7期97-102,共6页

针对曲轴结构复杂的特性,开展超声相控阵技术在某型曲轴R区域检测中的应用研究。首先,建立曲轴R部位的声束覆盖模型,研究超声相控声束对曲轴R部位的覆盖及反射特点;然后,用超声相控阵方法对曲轴R区域进行检测实验,采用弧面楔块,改善声... 针对曲轴结构复杂的特性,开展超声相控阵技术在某型曲轴R区域检测中的应用研究。首先,建立曲轴R部位的声束覆盖模型,研究超声相控声束对曲轴R部位的覆盖及反射特点;然后,用超声相控阵方法对曲轴R区域进行检测实验,采用弧面楔块,改善声耦合效果;用VB编写的辅助检测软件,对回波信号进行定位和分析。实验对象为带人工缺陷的三拐曲轴,利用相控阵多角度声束扫查功能对其进行检测,将相控阵系统得到的回波信号数据输入辅助软件对缺陷进行定位,其定位绝对误差<2 mm,并且缺陷位置显示直观,有利于判别。实验研究结果表明:利用超声相控阵成像技术和辅助检测软件相结合的手段有助于曲轴R区域缺陷的快速检测和准确评价。 展开更多

关键词 超声相控阵 曲轴R区域 VB 辅助检测软件

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CFRP夹层结构超声特征成像检测 被引量：3

11

作者 陆铭慧 冯君伟 +1 位作者 刘勋丰 陈巍 《宇航材料工艺》 CSCD 北大核心 2017年第3期75-78,共4页

采用便携式超声特征成像检测系统全波列采集检测信号,通过对缺陷特征信号的提取和重构,实现自动识别,可适用于曲面等不规则面的检测,定量精度达到0.1 mm。实验结果表明低频窄带超声换能器能够减小铜网对声波的衰减和畸变,超声特征成像... 采用便携式超声特征成像检测系统全波列采集检测信号,通过对缺陷特征信号的提取和重构,实现自动识别,可适用于曲面等不规则面的检测,定量精度达到0.1 mm。实验结果表明低频窄带超声换能器能够减小铜网对声波的衰减和畸变,超声特征成像层析成像方法可以对表面铜网结构CFRP泡沫夹层中分层、冲击和脱粘缺陷进行识别并精确定位和定量。检测方法快捷准确、重复性好、可靠性高。 展开更多

关键词 超声特征成像 表面铜网结构CFRP泡沫夹层 分层 冲击 脱粘

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TKY管接点焊缝形状模型在相控阵检测中的应用 被引量：5

12

作者 陆铭慧 邵红亮 +1 位作者 刘勋丰 程俊 《无损检测》 2013年第12期13-15,70,共4页

为解决TKY管节点焊缝超声检测缺陷定位难的问题,针对TKY管节点焊缝复杂的三维空间形状,通过简化并建立了管节点焊缝任意剖面的二维平面模型,并运用计算机编程,实现管节点焊缝上任意位置剖面图的绘制。在此基础上,模拟了管节点焊缝超声... 为解决TKY管节点焊缝超声检测缺陷定位难的问题,针对TKY管节点焊缝复杂的三维空间形状,通过简化并建立了管节点焊缝任意剖面的二维平面模型,并运用计算机编程,实现管节点焊缝上任意位置剖面图的绘制。在此基础上,模拟了管节点焊缝超声相控阵检测的声束覆盖效果及对反射回波的定位方法。试验还制作了一套带有人工缺陷的TKY试块对以上模型进行验证,并对试验结果进行了分析。 展开更多

关键词 TKY管节点 辅助定位 超声相控阵检测 焊缝缺陷定位 数学模型

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基于衍射波的孔类缺陷超声相控阵定量方法研究 被引量：2

13

作者 陆铭慧 潘文超 刘勋丰 《应用声学》 CSCD 北大核心 2015年第5期385-390,共6页

针对常规超声检测方法对小孔型缺陷难以准确定量的问题,利用超声相控阵的声束偏转聚焦和成像技术,基于固体中横孔对声波的衍射特性,提出采用一次反射回波和衍射回波来确定孔类缺陷的直径尺寸。首先,利用动态光弹系统对声波入射横孔的传... 针对常规超声检测方法对小孔型缺陷难以准确定量的问题,利用超声相控阵的声束偏转聚焦和成像技术,基于固体中横孔对声波的衍射特性,提出采用一次反射回波和衍射回波来确定孔类缺陷的直径尺寸。首先,利用动态光弹系统对声波入射横孔的传播规律进行研究,分辨出一次反射回波与衍射回波。其次,采用超声相控阵系统对不同深度下孔径分别为φ1 mm、φ2 mm、φ3 mm、φ4 mm以及同一深度下孔径差值为0.2 mm的等差横孔进行定量实验。研究结果表明利用本文提出的定量方法能快速有效的确定孔型缺陷直径尺寸,对相控阵的定量问题研究具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 衍射波 超声相控阵 定量

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双金属涡轮结合面超声相控阵检测研究 被引量：1

14

作者 陆铭慧 翟忠亚 刘勋丰 《南昌航空大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第4期46-51,共6页

针对双金属涡轮结合面缺陷特点以及材料超声波高衰减特性,采用收发分离超声相控阵检测方法,对结合面缺陷进行定位研究。首先根据双金属涡轮几何结构特点,建立双金属涡轮有限元仿真模型,分析相控阵超声波在双金属涡轮中的传播规律和接收... 针对双金属涡轮结合面缺陷特点以及材料超声波高衰减特性,采用收发分离超声相控阵检测方法,对结合面缺陷进行定位研究。首先根据双金属涡轮几何结构特点,建立双金属涡轮有限元仿真模型,分析相控阵超声波在双金属涡轮中的传播规律和接收端的波形。然后,设计并制作双金属涡轮试样和特定曲率的曲面探头,利用收发分离超声相控阵检测工艺对试样上的人工缺陷进行定位方法研究。研究结果表明:收发分离相控阵检测工艺定位方法准确,对结合面可以进行全覆盖检测。 展开更多

关键词 涡轮结合面 超声相控阵 收发分离 有限元分析

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复杂曲面粘接结构的阵列成像检测

15

作者 陆铭慧 刘洋 +3 位作者 陈祎婷 刘勋丰 黄嘉诚 董星宇 《无损检测》 CAS 2022年第9期7-12,共6页

直升机桨叶前缘加热组件为复杂曲面多层粘接结构,其粘接质量影响着桨叶乃至整机的安全。目前针对加热组件脱粘缺陷的超声检测,存在缺陷信号提取困难、单探头检测效率低等问题。针对存在的问题,研究了声波在多层介质中的传播规律,明确了... 直升机桨叶前缘加热组件为复杂曲面多层粘接结构,其粘接质量影响着桨叶乃至整机的安全。目前针对加热组件脱粘缺陷的超声检测,存在缺陷信号提取困难、单探头检测效率低等问题。针对存在的问题,研究了声波在多层介质中的传播规律,明确了结构中不锈钢/橡胶粘接层缺陷的识别方法,针对加热组件的复杂形状及扫查需要制作了阵列探头,对试样及实际加热组件进行了阵列成像检测。结果表明,采用阵列成像方法可检测加热组件不锈钢/橡胶层的脱粘缺陷,且缺陷形貌准确清晰。 展开更多

关键词 桨叶 脱粘缺陷 多层结构 阵列成像

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基于相关法的C/SiC复合材料声速测量方法

16

作者 陆铭慧 王绪文 +1 位作者 刘晟达 刘勋丰 《无损检测》 2020年第1期27-30,共4页

C/SiC复合材料在化学气相沉积(CVI)过程中不可避免地会产生孔隙、微裂纹和分层等缺陷,超声能量衰减极大,组织极不均匀,几乎看不到二次底波,用常规的多次底波法无法测量其声速,提出了一种利用信号处理中的相关原理来测量其声速的方法,并... C/SiC复合材料在化学气相沉积(CVI)过程中不可避免地会产生孔隙、微裂纹和分层等缺陷,超声能量衰减极大,组织极不均匀,几乎看不到二次底波,用常规的多次底波法无法测量其声速,提出了一种利用信号处理中的相关原理来测量其声速的方法,并用MATLAB软件进行了仿真以验证该方法的可行性。结果表明,利用相关法测量6种材料的声速,其误差均在2.5%以内,因此利用这种方法测量C/SiC复合材料的声速是可行的,对于C/SiC复合材料的声速测定有很大的实际意义。 展开更多

关键词 碳纤维 增韧 复合材料 高衰减 声速

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残余应力对铝薄板Lamb波非线性效应的影响

17

作者 陆铭慧 江淑玲 刘勋丰 《无损检测》 2019年第10期10-14,共5页

建立了铝薄板微小缺陷的非线性Lamb波检测系统,利用该系统对未去应力和去应力后的两组铝合金试块进行检测,得到残余应力对Lamb波非线性效应的影响趋势。试验结果表明,当试样疲劳程度较小时,残余应力的存在会增大试样的超声非线性效应;... 建立了铝薄板微小缺陷的非线性Lamb波检测系统,利用该系统对未去应力和去应力后的两组铝合金试块进行检测,得到残余应力对Lamb波非线性效应的影响趋势。试验结果表明,当试样疲劳程度较小时,残余应力的存在会增大试样的超声非线性效应;当试样疲劳程度达到总寿命的62.5%后,试样内部产生微裂纹,非线性效应主要取决于微裂纹的大小,而残余应力对非线性的影响较小。 展开更多

关键词 残余应力 非线性Lamb波 疲劳寿命 早期性能退化

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复合材料冲击损伤高分辨率超声成像检测与损伤行为分析 被引量：20

18

作者 刘松平 刘菲菲 +3 位作者 史俊伟 李乐刚 白金鹏 刘勋丰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第22期16-23,共8页

冲击损伤是复合材料结构易产生的一种危害性缺陷,针对碳纤维复合材料层压结构特点,分析脉冲超声波在复合材料中的反射特性,当能减小入射声波脉冲的时域占宽,提高其品质,可显著改善超声检测表面盲区和纵向分辨率。利用入射声波在冲击损... 冲击损伤是复合材料结构易产生的一种危害性缺陷,针对碳纤维复合材料层压结构特点,分析脉冲超声波在复合材料中的反射特性,当能减小入射声波脉冲的时域占宽,提高其品质,可显著改善超声检测表面盲区和纵向分辨率。利用入射声波在冲击损伤区形成的反射信号及其渡越时间可确定冲击损伤的深度和大小。研究采用高分辨率脉冲超声B扫描和层深C扫描(T扫描)成像方法,可揭示复合材料内部冲击损伤及其大小与沿厚度方向的分布特征,进行复合材料冲击损伤量化评估与损伤行为可视化分析。试验结果表明,在入射脉冲单周脉冲特性条件下,当来自复合材料缺陷的回波信号的渡越时间达到入射声波脉冲时域占宽的一半左右时,即可清晰地提取到时域可分辨的缺陷回波信号,使超声检测表面盲区和纵向分辨率达到单个复合材料预浸料铺层的厚度,约0.13 mm。利用超声断面B扫描成像,可以形象地再现复合材料中冲击损伤的断面分布与扩展情况以及损伤的深度等确切信息。采用超声T扫描成像,则可以直观地再现冲击损伤在复合材料铺层方向的分布及其损伤区域(面积)等定量信息。二者的结合则为揭示复合材料冲击损伤的3D分布及其特征提供一种超声成像检测量化评估和损伤行为可视化分析方法。 展开更多

关键词 超声成像 复合材料 冲击损伤 无损检测 损伤行为

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超声频域合成孔径聚焦技术在主轴缺陷检测技术中的应用 被引量：2

19

作者 罗嵘 陈果 +3 位作者 陈尧 石文泽 刘勋丰 卢超 《失效分析与预防》 2018年第3期137-143,共7页

以钢制主轴为研究对象,将线性超声阵列探头置于主轴端面采集超声阵列信号。基于相位迁移(PSM)成像算法对采集到的超声阵列信号进行傅里叶变换,并通过角谱运算对频域内声场进行重建,最后通过反傅里叶变换即可实现整个成像区域的聚焦。成... 以钢制主轴为研究对象,将线性超声阵列探头置于主轴端面采集超声阵列信号。基于相位迁移(PSM)成像算法对采集到的超声阵列信号进行傅里叶变换,并通过角谱运算对频域内声场进行重建,最后通过反傅里叶变换即可实现整个成像区域的聚焦。成像结果表明:将主轴中宽度0.5 mm、深度1 mm表面切槽半波高横向水平宽度范围由23~29 mm缩小到19~22 mm,分辨率可提高的范围至少为17%~24%。此算法计算效率高,充分满足实时成像要求。 展开更多

关键词 频域 合成孔径 相位迁移 主轴 分辨力

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游乐设施主轴的原位检测方法 被引量：4

20

作者 李昌胜 陆铭慧 刘勋丰 《无损检测》 2011年第8期7-12,共6页

研究了从端面入射超声波对轴类工件关键应力区域的原位检测方法。主要采用小角度纵波和横波对工件进行检测。用ABAQUS软件模拟了实际检测时值得注意的波型转换问题,同时用工件大端角代替裂纹的端角来模拟开口类缺陷与超声波作用后的波... 研究了从端面入射超声波对轴类工件关键应力区域的原位检测方法。主要采用小角度纵波和横波对工件进行检测。用ABAQUS软件模拟了实际检测时值得注意的波型转换问题,同时用工件大端角代替裂纹的端角来模拟开口类缺陷与超声波作用后的波场。利用简单实用的缺陷定位程序可实现对检测缺陷的辅助定位。 展开更多

关键词 超声波检测 端面入射 原位检测 游乐设施主轴

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