飞机复合材料及蜂窝构件的电子剪切散斑干涉检测技术研究
  • 【摘要】

    本文针对飞机上大量应用的复合材料的常见缺陷,特别是蜂窝构件的脱粘缺陷,研究了激光剪切散斑干涉成像检测技术,并开发了相应的检测软件系统.与其它无损检测(NDT)技术相比,这种新型检测技术具有许多独特的优势:非接触、高精度、无污染、速度快、全场检测、不用避光、不需隔振、易实现检测的自动化和智能化.本文回顾了剪切散斑干涉技术的发展历程.详细研究了剪切成像的光学和数学原理及其用于无损检测的机理,从数学角度... 展开>>本文针对飞机上大量应用的复合材料的常见缺陷,特别是蜂窝构件的脱粘缺陷,研究了激光剪切散斑干涉成像检测技术,并开发了相应的检测软件系统.与其它无损检测(NDT)技术相比,这种新型检测技术具有许多独特的优势:非接触、高精度、无污染、速度快、全场检测、不用避光、不需隔振、易实现检测的自动化和智能化.本文回顾了剪切散斑干涉技术的发展历程.详细研究了剪切成像的光学和数学原理及其用于无损检测的机理,从数学角度构建了剪切散斑所测物理量的描述.总结并对比了常用的剪切成像方式,选择了迈克尔逊法和渥拉斯顿棱镜法作为研究的对象.在理论分析的基础上,建立了实验系统平台,并对几种典型检测试件进行了一系列的检测实验.应用相移技术来提高结果图的质量,使缺陷条纹更易识别.本文对比研究了小波降噪等多种数字图像滤波和增强方法,提出并实现了综合实时图像处理法,即在实时检测的条件下,利用计算机的高速处理能力,顺序应用几种数字图像处理技术,以达到最佳检测效果.定量分析了剪切量、剪切角度、加载量等因素对检测效果的影响.应用BP人工神经网络的方法分析了剪切量与加载量的关系,发现经过训练的BP神经网络可以很好地模拟出剪切量与加载量的关系.对比了压力差、音频和热加载的优缺点,提出了各自最适合的应用场合.研制了音频激振加载仪,音频加载方式操作简单、使用方便、效果可接受,适于飞机外场复合材料检测.应用软件工程的方法,设计并编制了适于实验室和便携系统的两套系统检测软件.提出并建立了剪切散斑的数据库系统,通过用数据库技术来管理和使用剪切散斑的图像及特征数据,初步实现了检测的自动化和智能化.研制成功了适于外场使用的便携式的检测系统,并应用于飞机寿命试验,为整机疲劳实验的顺利进行提供了有效监测,用实践证明了剪切散斑检测技术的先进性. 收起<<

  • 【作者】

    张坚 

  • 【授予学位】

    博士

  • 【授予单位】

    中国科学技术大学

  • 【导师姓名】

    耿荣生

  • 【学位年度】

    2008

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    复合材料%剪切散斑%无损检测%神经网络%小波降噪%音频加载%数字图像处理%数据库