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、隨著生產力的飛速發(fā)展以及工業(yè)技術與工藝水平的進步，金屬材料已經廣泛應用在了各行各業(yè)中，并發(fā)揮著至關重要的作用。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，難免會產生一些缺陷。這些缺陷會對材料的使用壽命、力學性能等產生直接影響，并會逐漸發(fā)展、惡化，最終將導致材料失效并發(fā)生斷裂，還可能造成生命或財產的巨大損失。因此，對于金屬材料缺陷無損檢測技術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，結合光學信號和超

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在材料各個位置的事實；并介紹了光學信號、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、淺表層和內部缺陷檢測方面優(yōu)勢互補的關系，闡述了多模態(tài)無損檢測方法的合理性，進而提出以光聲信號為主體，結合光學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

3、過程進行了仿真分析。建立了金屬材料表面雜質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系，提出并驗證了基于激光能量吸收量的表面雜質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，根據多模態(tài)無損檢測方法對光學信號、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。利用多模態(tài)無損檢測系統采集