聚焦超声Lamb波法环焊缝检测机理及缺陷定位研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51375002
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    81.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0508.成形制造
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Because of the coupling needs, before the defect testing using the conventional ultrasonic technique, the coating and painting layer of the girth weld structure should be cleaned according to the probe scanning path. It is time consuming and costly, and seriously hinders the application of the ultrasonic testing methods. In order to tackle the common engineering problems, the project put forward a new testing idea "using a focusing ultrasonic Lamb wave probe, realize all girth weld static detection only by several points testing", which breaks the concept of dynamic scanning detection mode employs by conventional ultrasonic methods. According to this idea, the numerical analysis will be applied to analysis the excitation and formation of focusing Lamb wave field, Lamb wave propagations in the structure with complex geometric which composed by curved surface, weld crown and bottom surface and weld toe, as well as the process of ultrasound act with the defect. Under the guidance of simulation, modern digital signal processing technique is employed to suppress the clutter components in multi-mode Lamb echoes, and to identify the defect signal effectively. Finally, the defect is hopeful to be located at the circumferential position in the girth weld. This project aims to elucidate the acoustic mechanism for defect detection in complex structural using ultrasonic Lamb wave method, to reveal the relationship between characteristics of the signal and the defect location. The results of the research have important potential application value for the rapid identification and localization of weld defects.
由于声耦合的需求,在实施常规超声波法缺陷检测前,需根据探头扫查范围对环缝结构进行包覆层去除或漆面清理。这一技术环节既费时费力又耗财,严重阻碍了超声波法的推广应用。针对这一普遍存在的工程问题,本项目突破常规超声波法动态扫查检测的理念,提出“采用聚焦超声Lamb波法实现有限点处激发、环缝全缝静态检测”的思路。针对这一构思,拟采用数值模拟方法分析聚焦Lamb波场的激发形成、Lamb波在由环缝曲面、焊缝上下表面及焊趾组成的复杂边界结构中的传播、Lamb波与缺陷的作用过程;在仿真研究的指导下,采用数字化信号处理技术对多模态回波中的杂波成分进行抑制并提取缺陷信息,最终实现静态检测方式下缺陷在环缝周向的定位。本项目旨在阐明基于超声Lamb波法复杂结构缺陷的声学检测机理,揭示多模态Lamb波信号特征与缺陷位置之间的内在联系规律。相关研究成果对焊缝缺陷快速识别及定位有着重要的潜在应用价值。

结项摘要

针对大型焊接结构缺陷现有声学检测方法存在的动态扫查、需要去除包覆层、防寒层、对被测体表面光洁度要求高等技术弊端,项目突破常规超声波法动态接触扫查的检测理念,提出了“焊缝导波一点激发、长距离静态检测”的解决思路。围绕这一思路,开展了相关研究并取得如下主要进展及成果:研究发现了导波在焊缝中传播时具有声能量汇聚的通道效应,将其命名为“焊缝导波”;采用试验和仿真相结合的研究方法,阐明了焊缝导波的传播规律及与缺陷体的作用机制。以理论研究为指导,试验研究获得了有效的焊缝导波激励策略及优化模态选择方法。在此基础上,提出了一种基于RLS滤波的杂波抑制方法,有效识别距离测点10mm以内的缺陷信号,从而减小了检测盲区,扩大了有效检测范围;提出了基于相邻测点信号相关的改进小波包噪声抑制方法,克服了粗晶材料噪声难以抑制的技术问题,有效识别了奥氏体焊缝中直径1.5mm的人工孔;提出一种基于双测点信号渡越时差的焊缝导波缺陷定位方法,焊接缺陷(气孔)定位精度最大绝对误差不超过6mm,平均绝对误差为3.6mm;焊缝导波技术的检测灵敏度达到:采用1.5MHz超声探头,有效识别距离测点500mm、直径2mm、深4mm的人工孔,人工孔回波信号幅值达屏高34%;研发了便携式焊缝导波检测系统及自动爬壁焊缝缺陷检测行走机构。相关研究成果对大型焊缝缺陷快速识别及定位有着重要的潜在应用价值。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(1)
超声相控阵矩阵阵列三维合成聚焦成像方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙昌立;迟大钊;刚铁
  • 通讯作者:
    刚铁
线聚焦超声波法焊接缺陷识别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    迟大钊;刚铁;赵立斌
  • 通讯作者:
    赵立斌
基于小波包的奥氏体焊缝缺陷超声信号识别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    迟大钊;麦成乐;孙昌立;刚铁
  • 通讯作者:
    刚铁
Automatic defect detection in ultrasonic TOFD D-scan data using image processing methods
使用图像处理方法自动检测超声 TOFD D 扫描数据中的缺陷
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    CHINA WELDING
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chi Dazhao;Gang Tie
  • 通讯作者:
    Gang Tie
UPA based 3D Visualization of Discontinuities in Great Thickness EBW Seam
基于 UPA 的大厚度 EBW 焊缝不连续性 3D 可视化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    China Welding
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Sun Changli;Gang Tie;Chi Dazhao
  • 通讯作者:
    Chi Dazhao

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其他文献

基于非线性小波收缩的超声信号缺陷识别方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    迟大钊;刚铁;姚英学
  • 通讯作者:
    姚英学
基于分水岭方法的超声TOFD检测图像分割
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    盛朝阳;刚铁;迟大钊
  • 通讯作者:
    迟大钊
超声TOFD法检测信号相位识别技术
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    迟大钊;刚铁;高双胜
  • 通讯作者:
    高双胜
薄板焊缝检测的超声相控阵楔块设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    无损检测
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于朋;刚铁;迟大钊;冯伟
  • 通讯作者:
    冯伟
一种基于WMM的超声信号噪声抑制新方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    迟大钊;刚铁
  • 通讯作者:
    刚铁

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AI技术路线图

迟大钊的其他基金

基于超声谐波阵列增强的惯性摩擦焊弱结合缺陷检测方法
  • 批准号:
    52375328
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于超声Lamb波法多栅格钎焊结构缺陷的检测研究
  • 批准号:
    51005056
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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