毕业设计毕业论文开题报告-多层结构的超声相控阵检测方法研究.ppt

目 录 1 研究意义 2 研究内容、目标及拟解决的关键问题 3 拟采取的研究方案 4 研究计划及预期效果 1 研究意义 2 研究内容、研究目标及拟解决的关键问题 3 拟采取的研究方案 4 研究计划及预期成果 * * 论文题目：多层结构的超声相控阵检测方法研究 xxx 学生姓名 XXXXXXXXXX学院 所属单位 xxx教授 导 师 无损检测与信号处理 研究方向 机械工程 学科专业 工程硕士 学位级别 1222222222 学 号 (1)多层结构的优点与应用 多层结构是由多种不同材质的构件经过粘接、焊接或机械连接等工艺制造而成，优点：比强度和比模量高，抗疲劳性、耐高温性、耐腐蚀性好等，且质量轻、成本低、容易制造。 在航空航天、兵器、石化、汽车及造船等工业领域得到广泛应用，如神舟10号火箭中壳体与绝热层的粘接。这些复合结构在生产和服役期间，受制造工艺、粘接环境、工作载荷超标、老化等影响，将严重影响运行安全，造成巨大的人员伤亡和经济损失。 (2)无损超声检测的应用 现有无损检测技术中，对于多层结构内部缺陷的检测，超声波检测是应用最为广泛的手段之一。它对多层结构中的未熔合、脱粘、裂纹等面状缺陷以及疏松、气孔等体积型缺陷的检测灵敏度都高于其他检测方法，并且超声检测还具有不损坏被检测件、成本低、污染少等优点，已经成为最重要的无损检测方法之一。 (3)传统超声检测方法存在的主要问题 ①当超声波在构件中传播时，遇到界面会发生反射和透射，由于层间介质的声学特性差异较大，超声波进入深层界面的超声信号非常微弱，从而造成在层状多界面构件的深层介质中传播的超声波能量非常小，回波与缺陷波不易分辨，信号特征难以准确提取。 ②传统换能器只能形成固定的焦点，检测效率较低，难以满足多层构件的检测要求。 ③由于超声波在多层构件传播的高衰减，使信号提取较困难，同时受到超声探头声束扩散角及多层构件内部复杂特性影响，致使多层结构超声检测成像分辨率 不高，缺陷的识别与量化困难。 (4)相控阵超声检测技术的优势 ①可灵活控制声束，生成可控的声束偏转和聚焦深度，通过设置参数就能实现对工件的多角度扫查，突破了传统机械只能形成固定焦点的局限性，具有更高的检测灵活性。 ②相控阵检测技术可以实现理想的声束偏转与聚焦，聚焦区域的实际声场强度远远大于传统超声技术的声场强度。 ???? ③扫查装置简单，便于操作和维护； 2.1 研究内容 （1）基于多元高斯声束理论，研究多层结构中超声波传播特性及声场模型构建方法； （2）多层结构中超声相控阵换能器的辐射声场模型研究； （3）研究超声相控阵声场与缺陷相互作用模型与缺陷回波计算模型，建立多层结构的相控阵超声检测模型； （4）基于现有实验条件，开展有关多层结构的超声相控阵检测实验，检验理论模型的精确性； （5）结合合成孔径聚焦优化方法，提高超声成像的分辨率。 2.2 研究目标 本研究旨在通过深入研究超声波在多层结构中的传播特性，得出超声相控阵声场建模方法，优化相控阵超声测量模型和实验测量方法，提高超声成像分辨率，降低计算复杂度，从而实现多层复合结构内部缺陷的高分辨率相控阵超声检测。 2.3 拟解决的关键问题 （1）如何构建多层结构中的超声相控阵声场模型； （2）根据多层结构的几何声学特性，研究超声波在多层结构中的传播特性，如何提高缺陷回波信号幅值及各个特征信号的准确提取； （3）如何设计实验检测模型，提高实验测量的准确性。 本论文采用文献研究与实验研究相结合的研究方法，总体研究工作按照“超声波传播理论研究→数学模型研究→建立超声检测模型→仿真分析→实验验证”的研究思路开展。 详细技术路线见图1。 图1 论文研究的技术路线 4.1 研究计划 （1）2013年8月-9月 查看文献，搜集资料,做好开题工作； （2）2013年9月-10月 开展关于超声波在多层结构中的传播特性、声场模型、相控阵成像理论的学习； （3）2013年11月-12月 学习相控阵缺陷散射模型、系统函数的学习，建立相控阵测量模型，并利用已建模型，完成相控阵的相关模拟仿真； （4）2014年1月-2月 开展多层结构相控阵超声检测实验，采集相关实验数据，并开始论文的撰写工作； （5）2014年3月-4月 整理实验数据，完成论文初稿的撰写； （6）2014年5月-6月 论文修改，准备答辩。 4.2 预期研究成果 （1）通过理论研究，基于相控阵换能器的发射声场模型、声场与缺陷相互作用模型以及缺陷回波计算模型，建立相控阵超声检测模型，实现多层结构相控阵检测仿真快速实现。 （2）基于