一、利用SAP技术建立超声回波时域信号模型（论文文献综述）
程滨[1]（2021）在《膜系涂层的太赫兹传输特性仿真及厚度检测技术研究》文中进行了进一步梳理有机涂层是一种优秀的抗腐蚀材料,在汽车、船舶等制造业中有广泛的应用。涂层厚度和均匀性关系到涂层的性能及寿命,因而寻找一种完善的厚度无损检测技术十分必要。相较于其他常见的无损检测方法,太赫兹无损检测技术在安全性、高效性、抗干扰性及非接触性等方面更加优异。在检测过程中,涂层厚度薄、折射率低等因素都会导致厚度检测的精度下降,因此本文通过对材料光学参数的研究,建立了涂层太赫兹传播仿真模型,结合相关系数厚度优化方法,实现了膜系涂层太赫兹传输特性仿真及高精度厚度检测。主要完成工作如下:（1）对基体和涂层材料的光学参数进行了优化提取。首先对高阻硅片、高聚物聚丙烯、高密度聚乙烯、聚四氟乙烯以及聚甲基丙烯酸甲酯五种基体材料的太赫兹谱特性进行了分析,并基于简化光学参数模型对其光学参数进行了提取,考虑了材料对太赫兹波的吸收、信噪比和有效频率范围,最终选取6mm高密度聚乙烯作为后续研究的涂层基体;然后选取了色漆涂层、防腐涂层、隔热涂层和耐磨涂层四种常见涂层材料,采用单纯形法优化了光学参数模型,对涂层的频谱特性和光学参数进行了探究;最后考虑到太赫兹波在涂层中存在色散现象,采用德拜模型和粒子群优化算法对涂层光学参数进行拟合优化,结果表明,拟合后的光学参数方差较拟合前小,排除异常数据的干扰后,均方根误差在0.0062～0.2444之间。（2）研究了基于光学传输矩阵的涂层太赫兹传播仿真方法。基于光学传输矩阵建立了太赫兹波在涂层中的传播仿真模型,使用经过拟合后的涂层光学参数对165μm色漆涂层、85μm色漆涂层、135μm防腐涂层、60μm防腐涂层样件进行了反射式仿真,结果表明,均方根误差在0.1063～0.16之间,相关系数在0.945～0.9766之间。（3）研究了基于相关系数的涂层厚度优化检测方法。使用维纳反卷积减小太赫兹脉宽以获得更高的分辨率,然后提出相关系数优化方法,对涂层样件进行了厚度检测,与涡流测厚值对比,结果表明,色漆涂层样件相对误差在1.05～5.97%之间,防腐涂层样件相对误差在0.66～5.90%之间,多层膜系涂层样件相对误差在0.87～8.05%之间;对涂层样件的厚度均匀性进行了可视化分析,各区间厚度值符合正态分布,离散系数在0.0325～0.0442之间。（4）建立了太赫兹膜系涂层仿真及厚度检测平台。平台分为涂层透射式/反射式仿真分析和涂层反射式厚度检测成像两个模块,解决了涂层太赫兹模拟仿真和厚度检测中波形数据量大、操作步骤繁琐等问题,能够方便地对膜系涂层材料中太赫兹波传输特性进行仿真分析,高效地对膜系涂层样件的厚度进行优化检测。研究表明,膜系涂层的太赫兹传输特性仿真及厚度检测技术能够完成对折射率较小、厚度较薄的膜系涂层的太赫兹波形仿真以及高精度厚度无损检测任务,并给出相应的定量分析结果,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。
闫琛[2]（2021）在《声音感知安全机理与攻击和防护关键技术研究》文中指出感知技术的飞速发展促使物联网与真实物理世界更广泛地交互连接,使无人驾驶、智能家居、语音助手等智能应用成为可能。然而,感知的安全风险在过去尚未得到足够重视。传感器是感知技术的核心组件,由于其复杂度和智能化程度普遍较低,它们非常容易遭受来自物理世界的“换能攻击”,导致感知结果发生错误。上层系统通常仅考虑传感器的有限噪声和误差,默认测量结果是可信的,这种对硬件的盲目信任将导致传感器一旦被攻击,后续的决策和执行环节都可能发生错误,从而使其所在的物联网设备系统的安全遭受威胁。因此,传感器是亟须关注的物联网新型脆弱点,需要系统地了解感知安全的风险和机理,进行系统防护,使传感器可以在复杂多变的环境中可靠地测量,保障物联网与物理世界的交互安全。本文针对物联网的感知安全问题,研究感知安全的内在机理,并以声音感知为切入点,研究语音采集和声波测量两类代表性场景中的攻击和防护关键技术,为声音感知安全问题提出了相应的解决方案。·感知安全机理建模与分析:传感器种类繁多,具有多元异构的硬件设计方案和复杂多变的换能原理,同时,针对传感器的攻击方式具有信号多模态、传播多路径、作用多机理等特点,难以进行统一的描述和作用机理分析,限制了对感知安全问题的深入理解。本文首先对感知安全问题进行剖析,定义感知过程可能遭受的换能攻击的方式、方法和威胁模型。为准确理解感知安全机理,本文从传感器的信号转换、传递和处理通路出发,将感知信号在传感器中从输入到输出所经历的通路抽象为由换能器、信号处理电路、模数转换器三个主要部分组成的信号链,进而构建传感器模型。在此模型的基础上,构建换能攻击模型,实现对换能攻击作用机理的统一描述与分析。·基于器件非线性的无声语音指令攻击:语音采集常用于智能语音助手等物联网的各类语音系统,系统通过麦克风实现对用户语音信号的采集。本文发现语音采集可能遭受攻击,存在语音采集结果不可信的问题。通过对麦克风传感器进行感知安全机理分析,本文首次发现由于麦克风硬件固有的非线性特性导致的安全问题,该硬件缺陷广泛存在于现有的语音采集设备中。攻击者通过利用器件的非线性特性,可以在被攻击的麦克风信号通路中产生交调失真,导致麦克风的输出信号包含输入信号中不存在的信号频率。本文深入研究麦克风的此类安全脆弱性,首次设计了“海豚音攻击”,该攻击可以通过超声波无声地向语音采集系统中注入有声的语音信号,使语音助手接收到无声语音指令,从而以隐蔽的方式控制智能设备。·基于声场的语音欺骗攻击检测:除了以上攻击,语音采集系统同时面临语音欺骗攻击等多种攻击方式,攻击者可以通过录音重放、语音合成、语音转换等技术模仿用户的语音指令,绕过说话人验证系统对语音助手进行控制,造成严重的安全隐私风险。海豚音攻击与此类攻击的共性特征是均利用扬声器或换能器设备产生攻击信号,与人体发声方式有巨大差异。为应对此类威胁,本文提出基于声场的语音欺骗攻击检测方法,该方法通过手机内置的双麦克风对语音进行采集,并基于双通道音频计算语音反映的声场特征“场纹”。本文通过深入的仿真和实验研究发现,不同的发声体由于物理发声结构的差异,其产生的声音存在独特的声场空间能量分布特征,系统可以通过场纹对不同的发声体（例如人与音箱、超声波发生器以及其他人）进行区分,有效检测语音欺骗攻击,实现可信的语音采集。·面向无人驾驶超声波避障的攻击与防护:声波测量常用于无人驾驶汽车等场景,系统通过超声波测距传感器实现对障碍物的检测和测距,为自动驾驶的决策和控制提供重要感知信息。本文发现超声波避障存在测距结果不可信的问题,攻击者可以通过发射超声波攻击信号,使传感器无输出或精确控制其测量结果。本文通过对超声波测距传感器进行模糊测试和逆向分析,发现现有超声波传感器的安全缺陷,首次提出并实现了针对超声波避障的阻塞攻击和两类欺骗攻击方法,并在11款超声波传感器和7款真实汽车上进行了攻击验证,发现攻击可严重影响自动驾驶安全,例如使自动驾驶状态下的特斯拉汽车与障碍物发生碰撞。为防御此类攻击,本文设计了基于单传感器和多传感器的安全防护机制,同时实现了攻击检测、可靠测距和攻击者定位,有效地提高了超声波避障的安全性。
姚锋涛[3]（2020）在《基于超声回波信号的钢轨伤损识别与分类研究》文中提出钢轨超声探伤是铁路运维的重要手段,伤损识别准确率的高低直接影响铁路运输系统的安全。钢轨伤损检测识别与分类是钢轨探伤系统的关键技术,目前大多数研究均以钢轨轨头核伤、轨腰裂纹或者轨底贯穿孔等钢轨局部伤损为研究对象,没有系统的对整个钢轨的典型伤损进行分类识别研究。本文采用粒子群优化最小二乘支持向量机技术建立了 7种典型钢轨伤损分类模型,并利用小波与主成分分析相结合的方式对超声传感器阵列数据进行了特征提取,实现了对钢轨伤损的准确识别。首先,采用高斯数学建模技术对钢轨的超声回波信号建立了数学模型,采用控制变量法的思想对小波基函数、小波分解层数及阈值规则进行实验对比,根据输出信噪比和均方根误差作为评价指标确定了以Sym8为小波基函数、5层分解及rigrsure阈值规则对超声回波信号进行小波分解及去噪处理。其次,对经过小波分解及去噪后的信号采用主成分分析进行了特征值提取,最终确定了 6组能够表征钢轨各类伤损的特征值。最后,采用最小二乘支持向量机建立了钢轨伤损的分类模型,并采用改进的粒子群算法对分类模型进行参数优化,实现了7种钢轨典型伤损类型的准确分类,仿真实验结果表明7种分类模型的识别与分类准确度均达到92%以上。为了验证本实验结果的有效性,在实验室环境下搭建了钢轨伤损检测系统,且平台使用GTS-60SG标准试块为钢轨各伤损类型提供伤损数据,采用靴式探头采集了 7种钢轨伤损数据对分类模型进行实验验证,实验结果表明模型的分类准确度可达90%以上。经过仿真实验和实测结果的验证,本文采用的方法为钢轨伤损的准确识别,特别是轨头伤损识别提供了一个更加有效手段,具有较强的研究意义和实用价值。
孟翔震[4]（2020）在《无砟轨道隐蔽性缺陷的SAFT超声成像方法研究》文中提出无砟轨道结构是我国高速铁路的主要结构形式,其隐蔽性缺陷严重威胁行车安全。本文针对无砟轨道隐蔽性缺陷的快速与精确成像问题,提出了高铁无砟轨道多层结构的超声SAFT成像方法,克服了传统混凝土超声SAFT成像方法仅适用于单层混凝土结构的局限性,实现了隐蔽性缺陷的精确快速成像。具体研究内容如下:（1）研究了基于RMS-SAFT的成像方法,实现了无砟轨道多层结构的成像。研究了传统时域SAFT成像方法的理论基础,分析了传统时域SAFT成像方法的局限性。提出了适用于无砟轨道多层结构的均方根速度声时计算模型,比较了该模型的计算结果与理论解析计算结果的差距,在此基础上,构建了RMS-SAFT成像检测方法。通过三维有限元仿真和足尺寸模型实验,证明了RMS-SAFT相比于传统时域SAFT在无砟轨道结构检测上具有更高的成像精度。（2）研究了基于RR-SAFT的成像方法,实现了无砟轨道多层结构精确成像。建立了射线追踪反向声时计算模型,利用对折射点的迭代运算寻找像素点对应的超声波传播时间,计算结果与理论解析计算结果一致。将该声时计算模型与时域SAFT融合形成了RR-SAFT成像检测方法。通过三维有限元仿真和足尺寸模型实验,证明了RRSAFT比RMS-SAFT检测精度更高,但是RR-SAFT算法复杂度高,耗时长。（3）研究了基于RF-SAFT的成像方法,实现了无砟轨道多层结构快速精确成像。建立了基于射线追踪正向声时计算模型,利用超声波在无砟轨道结构内的传播路径直线方程和基于Bresenham算法的声时匹配算法快速计算超声波旅行时间,计算结果与理论解析计算结果一致。形成了RF-SAFT成像检测方法。通过三维有限元仿真和足尺寸模型实验,证明了RF-SAFT与RR-SAFT具有相同的高精度检测性能,并且具有更快的成像速度。SAFT成像方法的计算精度依赖于声波旅行时间的精确计算。然而,混凝土传统SAFT成像方法没有考虑超声波在无砟轨道多层结构中复杂的传播路径,声波旅行时间难以精确计算。本文为针对该问题,提出了RMS-SAFT、RR-SAFT和RF-SAFT成像方法,并分别通过有限元和实验分析验证了三种方法的可行性,其中RF-SAFT成像方法更能够适应于无砟轨道结构内部脱空缺陷的快速精确成像检测。本文的研究工作为无砟轨道结构和多层介质结构的成像检测提供了理论基础和实践指导。
王彬[5]（2018）在《车身部件电阻点焊质量超声无损检测研究》文中进行了进一步梳理汽车车身结构是汽车轻量化与安全行驶的重要载体,主要由冲压件通过焊接工艺连接组装。电阻点焊是目前应用于车身部件连接的主要焊接工艺之一,其焊点质量是保证整车性能的重要环节。超声波检测具有操作简单、直观、绿色无害等优点,是目前电阻点焊质量应用最为广泛的无损检测手段。对于车身部件电阻点焊质量超声无损检测技术,仍存在亟需解决的问题。首先,目前绝大多数电阻点焊超声检测标准是基于对熔核直径的定量化评估,但熔核是一个空间结构,熔核直径不能完全反映点焊质量。因此,需要实现点焊熔核空间结构（直径、厚度）的定量化评估,建立与破坏性试验有相同效果的综合评价方法。此外,实现车身部件电阻点焊质量自动化在线检测、提高检测效率、确保每个焊点的质量合格,也是电阻点焊质量检测最终实现工业应用亟需解决的关键问题。为此,本文开展了焊点力学性能-熔核尺寸-焊接参数的定量化对应关系、车身部件电阻点焊质量超声自动化检测等相关研究,主要研究内容如下:首先通过电阻点焊有限元仿真、点焊实验、金相试验、显微硬度试验分析了焊接电流、焊接时间、电极压力、电极磨损形貌和多脉冲回火等因素对DP590薄板点焊熔核宏观尺寸、微观结构及缺陷成形的影响规律,获得了正常、小焊核、薄焊核、过烧/压痕过深、脱焊/漏焊、内部缺陷六大类特征焊点,为电阻点焊质量超声检测提供了特征样本。然后基于最小二乘法和高斯-牛顿迭代法建立了熔核尺寸与焊接参数的非线性回归模型,发现熔核直径、熔核厚度与焊接时间、焊接电流的回归方程均满足修正指数的增长模式。接着通过拉剪力学性能试验建立了焊点最大拉剪力与熔核尺寸的非线性回归模型,发现焊点最大拉剪力与熔核尺寸的回归模型可线性化为焊点最大拉剪力与熔核体积的一次方程,为电阻点焊质量超声波检测提供了评估依据。为了定量化评估熔核尺寸,利用电磁声谐振法检测了DP590双相钢试样的材料衰减特性,验证了同种材料的吸收衰减常量和散射衰减常量为一定值。通过声波反射和透射原理、电阻点焊熔核超声检测原理、电磁声谐振法检测材料衰减结果提出了熔核直径、熔核厚度、压痕深度超声定量化评估方法。在此基础上,提出了映射熔核特征与焊点力学性能的电阻点焊质量超声综合评价方法。并利用25组焊点正交试验结果验证了电阻点焊质量超声综合评价方法的准确性。为了进一步实现车身部件电阻点焊质量超声自动化检测,开发了一套车身部件电阻点焊质量超声自动化检测系统和一套基于内嵌式探头电阻点焊质量超声在线检测系统,分别适用于由自动化点焊设备焊接的中、大型车身部件和由固定式点焊机焊接的小型车身部件,能够实现自动定位焊点、获取检测信号、提取特征值、检测焊点类型与焊接质量、保存数据以及定量化评估熔核尺寸。并分别利用超声手动检测和正交试验结果验证了系统的准确性。此外,由于耦合问题一直是制约超声检测在工业应用中最大的问题,因此结合仿真和实验研究了电阻点焊质量电磁超声检测,发现了在电磁超声检测过程中,较低的信噪比影响了点焊缺陷信号的检出,需要通过提高电磁超声换能器的换能效率来改善检测效果。本文实现了基于超声检测原理的熔核直径和熔核厚度定量化评估,并提出了包含熔核特征与焊点力学性能信息的电阻点焊质量超声综合评价方法,最终实现了车身部件电阻点焊质量自动化检测,对车身点焊质量检测、汽车安全行驶具有重要的工程意义和实用价值。
周广浩[6]（2018）在《不锈钢搭接激光焊接头超声波定量检测及质量评估研究》文中提出随着国内大中城市轨道交通的飞速发展,对轨道交通车辆品质的要求越来越高。不锈钢车体以其耐腐蚀性、高安全性以及轻量化等特点,广泛应用于各种类型轨道车辆的制造。目前,对于不锈钢车体的焊接主要采用的是电阻点焊和激光深熔焊（以下简称激光焊）。激光焊主要应用于对不锈钢车体侧墙的焊接,激光束从骨架一侧施焊,蒙皮覆盖于骨架的外侧,为部分熔透的焊接方式,因此,与传统电阻点焊相比,激光焊提高了不锈钢车体的外观质量。在轨道交通领域,对不锈钢车体激光焊接技术的研究已经受到越来越多的重视。然而,焊接参数的波动以及能量从激光束到工件传递不稳定会对焊接接头的形成造成影响;如果两层钢板没有严格卡紧,会使母材熔化不均匀,从而导致未熔合或者熔深不足等缺陷的产生。因此,建立有效评估激光焊接头质量的方法是非常重要的。常用的激光焊接头质量评估方法主要有基于工艺参数的在线评估和焊后破坏性检验。前者只能提供有限的焊接质量信息,不能精确地反映出接头质量;而后者虽然能够精确获得熔宽和熔深等几何参数,但浪费材料、影响生产效率。因此,利用无损检测方法分析焊接接头质量是一个重要的研究方向。而超声波检测技术以其穿透能力强、灵敏度高等优势,适用于对薄板搭接激光焊接头的检测。为实现对搭接激光焊接头的定量检测,本文对激光焊接头超声检测过程进行了深入的研究,最终对焊接接头质量进行有效评估,为实际生产应用提供可靠保证。本文利用COMSOL Multiphysics软件对激光焊接头超声检测进行了有限元数值模拟,分析了超声探头位于母材区域、熔合边缘区域以及熔合中心时声场的瞬态分布和A扫描信号。当探头位于不同区域时,一次回波和二次回波强度都有不同的变化特征,而且利用一次回波幅值是最有效、最直接判断熔合边缘的方法。对超声横向扫描检测进行了仿真,分析了一次回波幅值的变化规律。随着探头从母材区域向熔合中心移动,一次回波幅值逐渐降低,而后出现了极大值。对实际激光焊试件以及物理模拟试件进行了超声C扫描检测,证实了数值模拟中出现的回波幅值极大值点为搭接面的熔合中心。熔合中心的确定为评估小尺寸熔宽提供了依据。对实际激光焊接头超声检测的时域和频域信号进行了分析,归纳出超声探头位于不同位置时,A扫描波形及其相应频谱特性曲线的变化规律。在时域上,利用半衰减法可对熔宽进行评估,也就是说,随着探头从母材向熔合区域移动,当一次回波幅值为母材区域的一半时,可认为探头位于熔宽的一个边缘位置;在频域上,探头在母材区域的第一主频与熔合区域的不同,提取横向扫描过程中探头位于母材与熔合区域的第一主频幅值,当两者的第一主频幅值相等时,探头所处的位置为熔宽的一个边缘位置。对利用半衰减法和频域分析方法的熔宽评估结果进行了试验验证。利用半衰减法对熔宽的评估具有较大误差;而当熔宽尺寸较小时,利用频域分析方法也具有较大误差。对小尺寸熔宽进行了界定,提出小于探头焦柱直径的熔宽为小尺寸熔宽,推导出实际聚焦探头的理论焦柱直径,并基于时域信号建立了小尺寸熔宽计算的数学模型。利用小尺寸熔宽计算的数学模型对频域分析方法获得的熔宽评估值进行了修正,结果表明,该模型能够提高频域分析方法对小尺寸熔宽的评估精度,而且当探头位于熔合中心时,模型的评估精度最高。本文对激光焊缝进行了超声C扫描检测,分别利用时域上的一次回波幅值、频域上的母材区域第一主频幅值以及熔合区域第一主频幅值作为特征值进行了C扫描成像。成像结果表明,虽然C扫描成像能够大致地反映出搭接面熔合边缘的波动规律及形貌,但不能定量显示出熔合中心及边缘特征。因此,提出了激光焊缝特征的提取方法。焊缝特征的提取主要是对各横向扫描线上熔合中心及边缘的特征点进行提取,然后对这些特征点在焊缝长度方向上进行累加。对每一条横向扫描线上一次回波幅值、母材区域第一主频幅值以及熔合区域第一主频幅值的扫描点进行了曲线拟合,确定了扫描线上的唯一熔合中心点及两个边缘特征点,最终实现了对搭接面焊缝特征的提取。提出了等效熔宽的概念。等效熔宽能够反映出搭接面的有效连接面积,从而对焊缝的拉剪性能进行有效评价。进一步研发了激光焊缝自动识别系统。该系统能够对搭接面的熔合中心及边缘进行定量检测,对保证激光焊缝质量具有重要意义。激光焊的工艺参数对熔深的形成具有一定的影响,而且熔深与熔宽之间又有一定的数量关系。利用多元线性回归模型和BP神经网络模型对激光焊熔深进行了预测,选用熔透钢板的板厚、激光功率、焊接速度、离焦量以及超声检测获得的熔宽评估值作为输入参数。预测结果表明,当熔深较小时,多元线性回归模型的预测值具有较大的误差;从整体上来看,BP神经网络模型的预测精度较高,而且具有较强的抗外界干扰能力,具有更高的工程应用价值。
宋凯,曾琼,何智成,周江奇[7]（2016）在《基于超声参数化和熵模型的汽车焊点质量识别》文中研究指明汽车焊点的超声波检测过程中,超声回波为非稳态信号,特征不易提取,同时焊点缺陷类型众多,导致汽车焊点质量的自动判定与识别比较困难。因此,提出一种基于超声信号参数化和判别熵模型的汽车焊点质量智能识别方法。通过建立汽车焊点超声回波信号的参数化模型,再基于EM算法思想,提出多回波超声信号的特征参数估计算法。根据提取的超声信号时频特征值,结合判别熵对特征值的有效性进行监督,提取最优特征值子集,最终实现汽车焊点质量类型的智能识别。焊点的实际检测结果验证了方法的有效性和识别的准确性。
李钊[8]（2014）在《碳纤维复合材料孔隙率超声检测与评价技术研究》文中提出碳纤维复合材料广泛应用于各个领域,随着材料结构、工艺的不断发展,传统的超声检测技术在复合材料无损检测中遇到了很多问题,在很多检测场合表现出了很大的局限性,因而需要有新的超声检测方法和理论技术,来满足不断发展的复合材料构件无损检测的需要。本文结合复合材料超声检测的相关基金项目,针对变厚度复合材料孔隙率建模、层状集中孔隙及局部缺陷的识别、背散射信号在复合材料孔隙率检测中的应用、以及编织复合材料缺陷形态和超声检测技术进行研究。第一章阐述了论文的研究背景和意义,对复合材料的主要缺陷类型、孔隙率检测技术以及复合材料超声检测相关的数字信号处理技术进行分析,并介绍了论文的研究内容和章节安排。第二章对现有的碳纤维复合材料孔隙率超声检测的方法进行介绍,分析了这些方法模型的演化过程、现有的研究成果以及各个方法的特点和局限性。第三章基于超声透射法,建立了等厚度层板复合材料孔隙率与超声衰减、材料层数的关系模型,通过已有的标准试块实验数据对模型进行拟合计算,得出了基于模型的孔隙率计算公式。实验结果表明,该模型可用于检测不同层数的等厚度复合材料孔隙率。在此基础上,建立了变厚度层板碳纤维复合材料孔隙率与材料厚度、超声衰减的关系模型,并对模型进行了讨论,该模型适合于大曲率半径工件的检测。最后对超声透射法的优势和局限性进行了讨论,分析了不适合采用超声透射法检测的工件类型和检测场合。第四章对厚板复合材料集中孔隙的识别及局部缺陷的检测技术进行了研究。首先,建立了超声波在层状介质中传播的总反射系数和总透射系数模型,讨论了介质厚度对声波谐振频率的影响,修正了谐振频率的计算公式,分析了总反射系数及谐振频率随层数的变化规律。其次,对厚板复合材料结构噪声特点进行研究,利用结构噪声可以区分出近表面的孔隙和富脂缺陷；对远离近表面的缺陷特征的进行分析,并讨论了孔隙对回波频率成分的影响。最后,通过改进的相关系数法对层状集中孔隙的缺陷波位置进行识别,并通过差分进化算法对回波波形进行还原。第五章针对脉冲反射法检测复合材料孔隙率时信号无底波的现象,对背散射信号进行研究,分析了利用背散射信号进行孔隙率检测的可行性。论述了背散射信号的构成,对背散射信号频谱能量、均值和方差等统计参数与底波衰减量之间的关系进行研究,得出能量和均值与底波衰减的相关性最大。分别采用底波衰减法、背散射信号能量法和背散射信号均值法对复合材料进行C扫成像,结果表明,背散射信号可以反映出底波衰减比较严重的区域,从而可以用于信号无底波的场合对孔隙率进行检测。第六章对编织复合材料的缺陷特征及相关超声检测技术进行研究。首先,分析了编织复合材料的主要缺陷类型及其微观形态特征,并对孔隙形态及其分布特征进行统计分析。其次,对编织复合材料的超声检测技术进行初步探讨,分析了树脂、纤维和孔隙对声波衰减作用的影响。最后,对编织复合材料超声检测实验技术进行研究,采用时频分析技术分析了两种不同复合材料构件的波形特点及相应缺陷特征。第七章对全文工作进行总结,并对接下来的工作做了展望。
李喜朋[9]（2014）在《变厚度板超声导波检测理论与技术》文中进行了进一步梳理变厚度板以其强度高质量轻环境适应能力强，能在满足结构安全和力学性能要求的前提下，降低结构质量和成本，被广泛应用于航空航天船舶汽车等工业生产和生活领域但由于受到制造和使用中的外部载荷和外部复杂环境作用产生的腐蚀性凹坑和裂纹等缺陷的破坏，使变厚度板的结构完整性遭到严重破坏，甚至产生机体断裂等安全事故，对产品的使用安全造成严重威胁由于超声导波对板ξ尤其是薄板中缺陷比较敏感，被认为是变厚度板缺陷检测最有发展潜力的检测技术手段然而，由于对厚度变化造成的导波传播规律异常复杂现象尚未展开深入的研究，因此，导致目前在超声导波与缺陷的相互作用机理分析方面存在较大困难本文以变厚度板中的裂纹缺陷为超声导波量化检测对象，以超声导波为主要技术手段，通过对变厚度板中的导波传播规律进行深入研究，提出了相关的量化检测方法主要思路为总体上针对变厚度板特点，采用不同类型导波分别对斜面板频厚积小于2.3MHz-mm薄端部分和频厚积大于2.3MHz-mm厚端部分进行检测，完成斜面板缺陷的检测和量化具体实施过程中采用位移势函数法结合边界条件，求解以弹性理论为基础建立的变厚度板平面应变波动方程，得到了具有多模式和频散特性的导波频散方程和频散曲线，在此前提下，以有限元仿真技术为研究手段，分析了不同激励条件下的变厚度板中导波传播特性以及缺陷对导波的影响基于表面波传播理论，以有限元仿真技术为手段，分析了表面波在变厚度板厚度大于3倍表面波波长区域的传播特性以及缺陷对表面波的影响综合应用时频域分析方法的对导波模式成分和模式转换情况进行研究，在获取能表征缺陷大小特征参数的基础上实现对缺陷检测的目标基于换能器阵列技术搭建多通道换能器阵列检测系统实现对缺陷形位的综合检测，并通过实验验证了该系统的检测效果具体研究内容概括如下（1）第2章，以平板Lamb理论模型及传播特性为指导，基于波动动力学有限元基本原理，通过对二维波动方程的有限元建模过程和结果的分析，提出了平面薄板的有限元模型参数和边界设置方法，为后续研究奠定技术和理论基础在获取和分析导波频散特性和模态的基础上，通过对相关有限元参数的选择建模和求解，分析了不同激励方式下的导波模态以及缺陷对导波的影响，通过实验方法验证了所建模型的正确性（2）第3章，基于平面应变理论建立了变厚度板导波传播的数学模型，采用位移势函数法结合边界条件求解波动方程获取了变厚度板的频散方程和频散曲线通过对不同部位不同激励方式下的导波模式以及声速衰减分析，获取了变厚度板中导波的传播规律角度和激励频率及缺陷对导波的影响，最后通过实验方式验证了所建立模型的正确性（3）第4章，通过分析表面波基本理论和传播规律，分析了斜面板表面波的传播规律和角度对表面波的影响，在分析表面波与缺陷相互作用的基础上，建立了缺陷对声表面波的作用模型（4）第5章，基于时频域分析方法，对超声导波的模式和模式转换规律情况进行分析，提出了基于激励S0模式接收A0模式导波的缺陷识别及特征参数提取方法针对表面波信号则提出了基于横波反射信号的缺陷识别及特征参数提取方法，通过人工缺陷的检测实验结果表明所提出的方法与理论吻合度较好（5）第6章，基于缺陷形位检测的需求，结合单换能器声场特性和椭圆定位原理，搭建了多通道阵列超声检测系统，并开展了平板和变厚度板缺陷的检测实验工作，结果表明该系统能够有效识别缺陷的位置和几何形态
周京华[10]（2014）在《基于人工蜂群算法的超声回波参数估计》文中认为超声检测,在工业无损检测和生物医学领域中具有十分重要的应用。超声检测主要使用超声换能器发射声脉冲照射待测目标,通过分析接收到的目标反射回波或透射波,获取目标的物理特性,如几何形状、尺寸以及传输路径上的各种信息。为了从目标反射的超声回波中得到有实用价值的信息,需要对反射回波进行准确的分析,而这离不开对反射回波参数的精确估计。传统的超声检测方法主要使用的是超声回波的线性模型,然而超声回波具有明显的非线性特点,采用线性模型进行回波分析和模拟时会造成一定的偏差。本文使用含有高斯白噪声的高斯回波模型来模拟超声回波,它是由幅度、带宽因子、到达时间、中心频率和相位组成的非线性函数。利用高斯回波的非线性模型,使用人工蜂群算法估计超声回波的各个参数,可以获得准确的估计结果。本文的主要工作如下：1.采用高斯信号模拟超声回波,加入高斯白噪声模拟实际中被污染的回波信号。使用多个叠加的高斯信号来模拟多重超声回波。2.将人工蜂群算法应用于超声回波的参数估计中。在不同初始值和信噪比条件下,使用人工蜂群算法估计单重和多重超声回波的参数,并和蚁群算法进行了对比,参数估计结果证明,使用人工蜂群算法提高了超声回波参数估计的精度,减少了计算时间,估计算法具有更好的鲁棒性。3.针对人工蜂群算法局部搜索能力较弱的特点,通过设计新的局部搜索公式,提出了改进的人工蜂群算法。与传统人工蜂群算法相比,使用改进的人工蜂群算法对单重和多重超声回波的参数进行估计时,可以获得更高的估计精度和更快的运算速度。4.通过水池实验测试了不同样品的超声回波,使用改进的人工蜂群算法估计从水池实验获得的超声回波的参数。通过对实测超声回波参数的估计,验证了人工蜂群算法的有效性和实用性。通过数学仿真和水池实验验证,证明应用人工蜂群算法对单重和多重超声回波的参数进行估计时,可以获得具有较高精度的参数估计结果,且运行时间短,算法稳定性好,适用于实时处理系统。本文的工作对超声检测技术在生物医学和工业中的应用具有一定的意义。
二、利用SAP技术建立超声回波时域信号模型（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、利用SAP技术建立超声回波时域信号模型（论文提纲范文）
（1）膜系涂层的太赫兹传输特性仿真及厚度检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 太赫兹波概述 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 涂层材料太赫兹波传输特性仿真研究现状 |
| 1.3.2 涂层太赫兹厚度无损检测研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容及组织结构 |
| 第2章 太赫兹时域光谱技术原理及实验系统 |
| 2.1 脉冲太赫兹辐射的产生与探测原理 |
| 2.1.1 光电导天线产生脉冲太赫兹辐射 |
| 2.1.2 光电导采样探测脉冲太赫兹辐射 |
| 2.2 太赫兹时域光谱系统组成 |
| 2.3 太赫兹时域光谱成像技术 |
| 2.3.1 透射式太赫兹成像 |
| 2.3.2 反射式太赫兹成像 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 涂层的太赫兹光学参数提取技术 |
| 3.1 基体的太赫兹光学参数提取方法 |
| 3.1.1 基体光学参数模型 |
| 3.1.2 基体选择 |
| 3.2 基于优化模型的涂层太赫兹光学参数提取方法 |
| 3.2.1 单纯形优化模型 |
| 3.2.2 涂层光学参数提取实验 |
| 3.3 涂层光学参数拟合 |
| 3.3.1 光学参数拟合模型 |
| 3.3.2 基于PSO的光学参数拟合方法 |
| 3.3.3 光学参数拟合实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于传播仿真模型的涂层太赫兹厚度检测技术 |
| 4.1 太赫兹传播仿真模型 |
| 4.1.1 基于光学传输矩阵的太赫兹传播仿真建模 |
| 4.1.2 涂层仿真实验 |
| 4.2 基于THZ-TDS的反射式膜系涂层厚度检测 |
| 4.2.1 基于相关系数的涂层厚度优化方法 |
| 4.2.2 维纳反卷积 |
| 4.2.3 单一涂层厚度检测 |
| 4.2.4 膜系涂层厚度检测 |
| 4.3 涂层厚度均匀性分析 |
| 4.4 太赫兹膜系涂层仿真及厚度检测平台 |
| 4.4.1 平台结构 |
| 4.4.2 仿真模块 |
| 4.4.3 厚度检测模块 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（2）声音感知安全机理与攻击和防护关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 物联网与感知 |
| 1.1.2 感知安全 |
| 1.1.3 声音感知安全 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 感知安全研究 |
| 1.2.2 语音攻击 |
| 1.2.3 语音安全防护 |
| 1.3 研究目标、挑战与思路 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.4.1 感知安全机理建模与分析 |
| 1.4.2 语音采集安全 |
| 1.4.3 声波测量安全 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 2 感知安全机理建模与分析 |
| 2.1 感知安全与换能攻击 |
| 2.1.1 换能攻击 |
| 2.1.2 换能攻击信号 |
| 2.1.3 换能攻击分类 |
| 2.1.4 攻击者假设 |
| 2.1.5 感知安全的核心问题 |
| 2.2 感知安全机理模型 |
| 2.2.1 传感器模型 |
| 2.2.2 换能攻击模型 |
| 2.2.3 案例分析 |
| 2.2.4 模型应用 |
| 2.3 换能攻击方法 |
| 2.3.1 信号注入步骤 |
| 2.3.2 测量构造步骤 |
| 2.3.3 构造换能攻击 |
| 2.4 换能攻击防护方法 |
| 2.4.1 攻击检测方法 |
| 2.4.2 攻击抵御方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 语音采集攻击:基于器件非线性的无声语音指令攻击 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 背景介绍和威胁模型 |
| 3.2.1 语音助手 |
| 3.2.2 麦克风 |
| 3.2.3 威胁模型 |
| 3.3 攻击可行性分析 |
| 3.3.1 非线性效应建模 |
| 3.3.2 非线性效应评估 |
| 3.4 攻击设计 |
| 3.4.1 语音指令生成 |
| 3.4.2 语音指令调制 |
| 3.4.3 攻击信号发射 |
| 3.5 攻击可行性验证 |
| 3.5.1 目标系统选择 |
| 3.5.2 实验设置 |
| 3.5.3 可行性实验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 语音采集防护:基于声场的语音欺骗攻击检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 背景介绍 |
| 4.2.1 人类发声体 |
| 4.2.2 扬声器 |
| 4.2.3 声场 |
| 4.3 威胁模型 |
| 4.4 场纹的可行性 |
| 4.4.1 发声体与声场 |
| 4.4.2 场纹的提取 |
| 4.4.3 场纹的一致性 |
| 4.4.4 场纹的独特性 |
| 4.4.5 场纹特性总结 |
| 4.5 系统设计 |
| 4.5.1 概述 |
| 4.5.2 信号处理 |
| 4.5.3 场纹提取 |
| 4.5.4 场纹匹配 |
| 4.6 系统评估 |
| 4.6.1 评估方法 |
| 4.6.2 系统整体性能 |
| 4.6.3 影响系统性能的因素 |
| 4.6.4 鲁棒性和可用性 |
| 4.7 讨论 |
| 4.7.1 安全性 |
| 4.7.2 局限性和未来工作 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 声波测量安全:面向无人驾驶超声波避障的攻击与防护 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 背景介绍 |
| 5.2.1 自动驾驶系统 |
| 5.2.2 超声波传感器 |
| 5.3 安全问题描述 |
| 5.3.1 威胁模型 |
| 5.3.2 物理信号攻击 |
| 5.3.3 攻击分类 |
| 5.4 声波测量攻击 |
| 5.4.1 传感器分析 |
| 5.4.2 随机欺骗攻击 |
| 5.4.3 自适应欺骗攻击 |
| 5.4.4 阻塞攻击 |
| 5.4.5 攻击总结 |
| 5.5 声波测量防护 |
| 5.5.1 物理变换认证 |
| 5.5.2 基于多传感器的一致性检查 |
| 5.5.3 系统级防护策略 |
| 5.5.4 讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的主要成果 |
（3）基于超声回波信号的钢轨伤损识别与分类研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声回波信号分析处理研究现状 |
| 1.2.2 模式识别技术在超声信号处理中的研究 |
| 1.3 课题研究的主要内容 |
| 2 超声回波信号建模及仿真研究 |
| 2.1 超声波波形分类及检测方法 |
| 2.1.1 脉冲反射法 |
| 2.1.2 共振法 |
| 2.1.3 穿透法 |
| 2.2 超声回波信号模型 |
| 2.3 超声回波实验平台 |
| 2.4 离线回放分析软件设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 小波分析理论及去噪实验仿真 |
| 3.1 小波变换理论 |
| 3.2 小波变换多分辨分析与正交小波变化 |
| 3.3 信号的分解与重构理论 |
| 3.3.1 信号的分解 |
| 3.3.2 信号的多分辨重构 |
| 3.4 小波去噪理论及仿真 |
| 3.4.1 小波去噪理论 |
| 3.4.2小波去噪仿真实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 超声回波信号特征提取与分析 |
| 4.1 各类型伤损的特征提取 |
| 4.1.1 小波分解后的信号特征提取 |
| 4.1.2 各类型伤损超声回波信号与坐标轴围成的面积 |
| 4.1.3 各类型伤损超声回波的最大幅值及其位置 |
| 4.2 主成分分析理论 |
| 4.3 主成分分析仿真结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 LSSVM理论及其分类器模型参数优化 |
| 5.1 支持向量机与最小二乘支持向量机理论 |
| 5.2 基于最小二乘支持向量机的分类器模型设计 |
| 5.3 基于粒子群算法的分类器模型参数优化 |
| 5.3.1 粒子群算法简介 |
| 5.3.2 粒子群算法优化 |
| 5.4 分类器模型的识别分类结果 |
| 5.5 钢轨伤损识别与分类模拟实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
（4）无砟轨道隐蔽性缺陷的SAFT超声成像方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 常用的混凝土无损检测方法 |
| 1.3.2 SAFT技术研究现状 |
| 1.4 论文研究内容及创新点 |
| 第二章 基于RMS-SAFT的无砟轨道超声成像方法研究 |
| 2.1 传统时域SAFT成像方法 |
| 2.1.1 SAFT原理 |
| 2.1.2 传统SAFT成像算法 |
| 2.2 基于均方根速度的RMS-SAFT成像方法研究 |
| 2.2.1 无砟轨道结构声时理论解析计算 |
| 2.2.2 基于均方根速度的声时计算模型 |
| 2.2.3 基于均方根速度的RMS-SAFT成像算法 |
| 2.3 .有限元及实验分析 |
| 2.3.1 有限元分析 |
| 2.3.3 实验分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于RR-SAFT的无砟轨道超声成像方法研究 |
| 3.1 基于射线追踪反向声时计算模型 |
| 3.1.1 Fermat原理 |
| 3.1.2 反向声时计算模型 |
| 3.2 基于射线追踪的RR-SAFT成像方法研究 |
| 3.2.1 基于Snell定律的反向声时计算模型优化方法 |
| 3.2.2 基于射线追踪反向声时计算模型的RR-SAFT算法 |
| 3.3 有限元及实验分析 |
| 3.3.1 有限元分析 |
| 3.3.2 实验分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于RF-SAFT的无砟轨道超声成像方法研究 |
| 4.1 基于射线追踪正向声时计算模型理论研究 |
| 4.1.1 超声波传播路径中折射向量的计算 |
| 4.1.2 正向声时计算模型 |
| 4.2 基于射线移动追踪的RF-SAFT成像方法研究 |
| 4.2.1 Bresenham直线转换算法 |
| 4.2.2 声时匹配优化算法 |
| 4.2.3 基于射线移动追踪正向声时计算模型的RF-SAFT算法 |
| 4.3 有限元及实验分析 |
| 4.3.1 有限元分析 |
| 4.3.2 实验分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（5）车身部件电阻点焊质量超声无损检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景、意义及来源 |
| 1.2 课题的国内外研究现状 |
| 1.2.1 电阻点焊工艺成形 |
| 1.2.2 电阻点焊力学性能 |
| 1.2.3 超声波无损检测方法 |
| 1.2.4 电阻点焊超声检测优化方法 |
| 1.2.5 电阻点焊超声智能与自动化检测 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第2章 电阻点焊熔核宏观尺寸与微观结构研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与研究方法 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 研究方法 |
| 2.3 焊接参数对电阻点焊熔核的影响 |
| 2.3.1 焊接参数对熔核宏观尺寸的影响 |
| 2.3.2 焊接参数对熔核组织形态的影响 |
| 2.4 电极磨损形貌对电阻点焊熔核的影响 |
| 2.4.1 有限元仿真简介 |
| 2.4.2 电极点蚀形貌对电阻点焊熔核的影响 |
| 2.4.3 电极端面直径增大形貌对电阻点焊熔核的影响 |
| 2.5 多脉冲回火对电阻点焊熔核的影响 |
| 2.5.1 仿真与实验说明 |
| 2.5.2 熔核的宏观尺寸与微观结构 |
| 2.5.3 熔核的显微硬度 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 电阻点焊熔核尺寸与力学性能对应关系研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电阻点焊试验设计 |
| 3.3 焊点力学性能分析 |
| 3.3.1 电阻点焊拉剪力学性能试验 |
| 3.3.2 特征焊点拉剪断裂失效模式 |
| 3.3.3 特征焊点最大拉剪力 |
| 3.4 非线性回归分析 |
| 3.4.1 分析原理 |
| 3.4.2 熔核尺寸与焊接参数的回归分析 |
| 3.4.3 焊点最大拉剪力与熔核尺寸的回归分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 电阻点焊质量超声特征信号分析与建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料衰减的电磁超声检测 |
| 4.2.1 材料超声衰减原理 |
| 4.2.2 电磁声谐振原理 |
| 4.2.3 基于一种修正的电磁声谐振法检测材料衰减 |
| 4.3 电阻点焊质量超声波检测原理 |
| 4.3.1 声波的反射和透射原理 |
| 4.3.2 电阻点焊熔核超声检测原理 |
| 4.3.3 电阻点焊质量超声特征信号 |
| 4.4 超声检测探头声场分析 |
| 4.5 电阻点焊质量超声检测有限元仿真 |
| 4.5.1 仿真模型 |
| 4.5.2 超声波手动检测验证实验 |
| 4.5.3 仿真与实验结果分析 |
| 4.6 电阻点焊质量超声综合评价方法 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 车身部件电阻点焊质量超声自动化检测系统开发 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电阻点焊超声自动化检测硬件系统 |
| 5.2.1 机械系统 |
| 5.2.2 控制系统 |
| 5.2.3 检测系统 |
| 5.3 电阻点焊超声自动化检测软件系统 |
| 5.3.1 软件结构设计 |
| 5.3.2 软件功能实现 |
| 5.3.3 软件界面 |
| 5.4 车身部件电阻点焊质量超声自动化检测结果与分析 |
| 5.4.1 车身B柱检测 |
| 5.4.2 车身顶棚检测 |
| 5.4.3 超声波手动检测验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于内嵌式探头电阻点焊质量超声在线检测 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 超声评估原理 |
| 6.2.1 时域分析 |
| 6.2.2 频域分析 |
| 6.3 基于内嵌式探头电阻点焊质量超声检测设备 |
| 6.3.1 内嵌式探头 |
| 6.3.2 检测装置 |
| 6.4 特征焊点超声检测结果分析 |
| 6.5 电阻点焊质量超声评估软件 |
| 6.6 可靠性验证 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 电阻点焊电磁超声检测方法研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 电磁超声换能器 |
| 7.3 电阻点焊质量电磁超声检测有限元仿真 |
| 7.3.1 仿真模型 |
| 7.3.2 静态偏置磁场仿真分析 |
| 7.3.3 脉冲磁场仿真分析 |
| 7.3.4 电阻点焊电磁超声检测有限元仿真分析 |
| 7.4 电阻点焊电磁超声检测实验分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 本文的创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和专利 |
| 论文 |
| 专利 |
（6）不锈钢搭接激光焊接头超声波定量检测及质量评估研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 超声波检测技术及其在焊接领域的应用 |
| 1.2.1 常规超声检测 |
| 1.2.1.1 A扫描显示 |
| 1.2.1.2 B扫描显示 |
| 1.2.1.3 C扫描显示 |
| 1.2.2 相控阵超声检测 |
| 1.2.3 衍射时差法超声检测 |
| 1.2.4 合成孔径聚焦技术超声检测 |
| 1.2.5 超声显微检测 |
| 1.3 超声检测的数值模拟及其应用 |
| 1.3.1 探头发射声场的数值模拟 |
| 1.3.2 超声波在介质中传播过程的数值模拟 |
| 1.4 超声波信号分析技术及其研究现状 |
| 1.4.1 时域分析 |
| 1.4.2 频域分析 |
| 1.4.3 时频域分析 |
| 1.5 焊缝识别技术及其研究现状 |
| 1.6 激光焊质量预测及其研究现状 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验材料及试件规格 |
| 2.2 激光焊设备及工艺 |
| 2.3 激光焊缝超声波检测系统 |
| 2.4 激光焊缝超声波检测方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 激光焊接头超声检测的数值模拟 |
| 3.1 超声检测的基本理论 |
| 3.1.1 超声探头的声场特性 |
| 3.1.2 超声波的反射和透射 |
| 3.1.3 超声波的衰减 |
| 3.2 激光焊接头超声检测的有限元模型 |
| 3.2.1 有限元法的基本原理 |
| 3.2.2 有限元几何模型的建立及求解 |
| 3.3 有限元模拟结果及分析 |
| 3.3.1 声场的瞬态分布 |
| 3.3.2 A扫描回波信号分析 |
| 3.4 超声横向扫描检测的仿真 |
| 3.5 模拟结果的试验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 激光焊接头超声检测信号分析及熔宽评估 |
| 4.1 超声检测信号的分析方法 |
| 4.1.1 半衰减法 |
| 4.1.2 快速傅立叶变换 |
| 4.2 激光焊接头超声检测信号时域与频域分析 |
| 4.3 小尺寸熔宽计算的数学模型 |
| 4.3.1 小尺寸熔宽的界定 |
| 4.3.2 熔宽计算数学模型的建立 |
| 4.3.2.1 等厚板激光焊熔宽的计算 |
| 4.3.2.2 非等厚板激光焊熔宽的计算 |
| 4.4 熔宽评估的试验验证 |
| 4.4.1 试验方案 |
| 4.4.2 熔宽评估的误差统计 |
| 4.4.3 探头位置对小尺寸熔宽评估的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 激光焊缝的超声定量检测及力学性能评估 |
| 5.1 激光焊缝的超声C扫描成像 |
| 5.2 基于正交多项式的曲线拟合 |
| 5.3 激光焊缝特征的提取 |
| 5.3.1 熔合中心的提取 |
| 5.3.2 熔合边缘的提取 |
| 5.4 等效熔宽及激光焊缝力学性能的评价 |
| 5.5 激光焊缝的自动识别 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于焊接参数与超声检测的激光焊熔深预测 |
| 6.1 焊接参数对激光焊接头形状的影响 |
| 6.2 基于多元线性回归分析的熔深预测 |
| 6.2.1 多元线性回归分析的数学模型 |
| 6.2.2 多元线性回归分析的检验 |
| 6.2.3 激光焊熔深的回归预测模型 |
| 6.2.4 多元线性回归预测模型的验证 |
| 6.3 基于人工神经网络的熔深预测 |
| 6.3.1 人工神经网络的基本模型与结构 |
| 6.3.2 BP神经网络及其学习规则 |
| 6.3.3 激光焊熔深BP神经网络预测模型 |
| 6.3.4 BP神经网络预测模型的验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）碳纤维复合材料孔隙率超声检测与评价技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 复合材料相关技术综述 |
| 1.2.1 复合材料缺陷类型及影响 |
| 1.2.2 复合材料孔隙率检测技术 |
| 1.2.3 复合材料超声检测的信号处理技术 |
| 1.3 论文研究背景与意义 |
| 1.3.1 论文研究的背景 |
| 1.3.2 论文研究的意义 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 碳纤维复合材料孔隙率超声检测技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于衰减理论的孔隙率检测方法 |
| 2.2.1 超声衰减法测孔隙率理论分析 |
| 2.2.2 实例分析 |
| 2.3 基于声速法的孔隙率检测 |
| 2.4 基于背散射信号的孔隙率检测 |
| 2.5 基于其它方法的孔隙率检测 |
| 2.5.1 背散射法 |
| 2.5.2 Pitch-Catch法 |
| 2.5.3 声阻抗法 |
| 2.6 本章小节 |
| 3 基于超声透射法的变厚度碳纤维复合材料孔隙率建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 等厚度碳纤维复合材料孔隙率建模 |
| 3.2.1 模型假设 |
| 3.2.2 孔隙率为零时的复合材料衰减系数模型 |
| 3.2.3 孔隙率不为零时的复合材料衰减系数模型 |
| 3.2.4 试验验证 |
| 3.3 变厚度碳纤维复合材料孔隙率建模 |
| 3.3.1 模型假设 |
| 3.3.2 孔隙率为零时的变厚度复合材料衰减系数模型 |
| 3.3.3 孔隙率不为零时的变厚度复合材料衰减系数模型 |
| 3.3.4 模型分析 |
| 3.4 超声透射法检测复合材料的优势和局限性 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 基于脉冲反射法的厚板复合材料局部缺陷特征分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超声波在层状介质中的传播特性 |
| 4.2.1 声波在阻尼介质中的传播 |
| 4.2.2 超声波在单层介质中的传播特性 |
| 4.2.3 超声波在多层介质中的传播特性 |
| 4.2.4 层板碳纤维复合材料反射系数分析 |
| 4.3 厚板复合材料的信号特征及缺陷分析 |
| 4.3.1 厚板复合材料A扫描信号分析 |
| 4.3.2 厚板复合材料近表面缺陷分析 |
| 4.3.3 厚板复合材料远离近表面缺陷分析 |
| 4.4 厚板复合材料缺陷回波的识别和还原 |
| 4.4.1 基于相关系数法的回波位置识别 |
| 4.4.2 基于差分进化算法的波形还原 |
| 4.5 本章小节 |
| 5 基于背散射信号频域分析的复合材料孔隙率检测技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合材料A扫描信号频域分析 |
| 5.2.1 复合材料超声信号频域特征 |
| 5.2.2 背散射信号组成分析 |
| 5.2.3 背散射信号频谱分析 |
| 5.2.4 探头对背散射信号的影响 |
| 5.3 基于背散射信号的复合材料C扫描分析 |
| 5.3.1 试验材料与方法 |
| 5.3.2 薄板复合材料C扫描图像分析 |
| 5.4 本章小节 |
| 6 编织复合材料缺陷特征及超声检测技术 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 碳纤维编织复合材料缺陷及孔隙形态研究 |
| 6.2.1 编织复合材料性能和特点 |
| 6.2.2 编织复合材料缺陷分析 |
| 6.2.3 孔隙的统计特征 |
| 6.3 碳纤维编织复合材料超声检测技术 |
| 6.4 碳纤维编织复合材料超声检测实验研究 |
| 6.5 本章小节 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表（录用）的论文和参与的课题 |
（9）变厚度板超声导波检测理论与技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 变厚度构件的超声检测国内外现状 |
| 1.2.1 变厚度构件概述 |
| 1.2.2 变厚度构件超声检测的国内外研究现状 |
| 1.2.3 变厚度构件超声检测的发展趋势 |
| 1.3 变厚度构件超声导波检测的相关技术 |
| 1.3.1 超声导波检测技术 |
| 1.3.2 超声表面波研究现状 |
| 1.4 超声阵列技术国内外研究现状 |
| 1.4.1 超声阵列国外研究现状 |
| 1.4.2 超声阵列国内研究现状 |
| 1.4.3 超声导波检测成像技术 |
| 1.5 信号处理技术在超声检测中的应用 |
| 1.6 基于有限元仿真的超声检测技术 |
| 1.7 本文主要工作 |
| 第2章 平板中缺陷的超声导波检测 |
| 2.1 平板中超声导波缺陷检测概述 |
| 2.2 平板导波传播理论及其传播特性 |
| 2.2.1 Lamb 波基本理论 |
| 2.2.2 导波频散方程的求解 |
| 2.2.3 导波的传播特性 |
| 2.3 有限元理论基础 |
| 2.3.1 波动动力学有限元模型 |
| 2.3.2 二维超声控制方程的模型 |
| 2.4 平板中导波传播特性仿真分析 |
| 2.4.1 有限元建模 |
| 2.4.2 激励信号 |
| 2.4.3 有限元仿真结果 |
| 2.4.4 导波衰减曲线 |
| 2.4.5 基于导波的铝板缺陷检测分析 |
| 2.5 试验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 变厚度板超声导波传播特性 |
| 3.1 变厚度板数学模型及其频散曲线 |
| 3.1.1 变厚度板平面应变模型 |
| 3.1.2 频散方程的推导 |
| 3.1.3 频散方程的求解 |
| 3.1.4 变厚度板群速度频散特性比较 |
| 3.2 变厚度板超声导波传播规律的有限元分析 |
| 3.2.1 变厚度板的有限元模型 |
| 3.2.2 斜面板薄端激励的波速和峰值变化分析 |
| 3.2.3 斜面板厚端激励的波速和峰值变化分析 |
| 3.3 角度和频率对变厚度板内导波影响 |
| 3.3.1 斜面夹角对导波的影响分析 |
| 3.3.2 激励频率对导波的影响 |
| 3.4 含缺陷的动力学有限元分析 |
| 3.5 实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 变厚度板声表面波检测理论 |
| 4.1 声表面波传播理论及特性 |
| 4.1.1 表面波基本理论 |
| 4.1.2 声表面波的传播特性 |
| 4.2 变厚度板声表面波传播分析 |
| 4.2.1 斜面板声表面波有限元仿真 |
| 4.2.2 角度对表面波的影响分析 |
| 4.3 声表面波与缺陷相互作用分析 |
| 4.4 声表面波实验验证 |
| 4.4.1 表面波的激发 |
| 4.4.2 表面波声速测量 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 变厚度板缺陷量化技术 |
| 5.1 变厚度板信号时频域分析技术 |
| 5.1.1 短时傅立叶变换时频分析方法 |
| 5.1.2 Wigner-Ville 时频分析方法 |
| 5.1.3 伪 Wigner-Ville 分布（PWVD） |
| 5.1.4 Affine 类时频分布重排技术 |
| 5.2 基于平稳小波变换的导波信号自适应滤波技术 |
| 5.3 希尔伯特-黄变换 |
| 5.4 缺陷特征信号分析 |
| 5.4.1 变厚度板缺陷超声导波检测 |
| 5.4.2 变厚度板缺陷声表面波检测 |
| 5.5 变厚度板缺陷超声检测实验研究 |
| 5.5.1 变厚度板超声检测实验配置及器件选择 |
| 5.5.2 超声导波缺陷特征参数提取实验 |
| 5.5.3 表面波缺陷特征参数提取实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于换能器阵列的缺陷检测 |
| 6.1 换能器阵列超声检测原理 |
| 6.2 多通道超声检测系统硬件搭建 |
| 6.3 检测试验研究 |
| 6.3.1 平面板阵列成像实验研究 |
| 6.3.2 斜面板超声表面波研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 全文工作总结 |
| 主要创新点 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文 |
| 攻读博士学位期间参与科研活动 |
| 攻读博士学位期间申请专利 |
| 攻读博士学位期间参与专着编写 |
| 攻读博士学位期间所获荣誉 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）基于人工蜂群算法的超声回波参数估计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 超声检测的方法 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第2章 超声回波模型及参数估计方法 |
| 2.1 超声回波信号的数学模型 |
| 2.2 超声回波信号参数的估计方法 |
| 2.2.1 高斯—牛顿算法 |
| 2.2.2 EM算法 |
| 2.2.3 模拟退火算法 |
| 2.2.4 蚁群算法 |
| 2.3 人工蜂群算法 |
| 2.3.1 人工蜂群算法的基本原理 |
| 2.3.2 人工蜂群算法的应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 超声回波参数估计的人工蜂群算法 |
| 3.1 人工蜂群算法估计超声回波参数 |
| 3.1.1 构建最小二乘函数 |
| 3.1.2 人工蜂群算法估计超声回波参数的步骤 |
| 3.2 超声回波参数估计结果和波形模拟 |
| 3.3 人工蜂群算法与败群算法的比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于人工蜂群算法的多重回波模拟及参数估计 |
| 4.1 多重超声回波模型和目标函数 |
| 4.1.1 多重超声回波模型 |
| 4.1.2 多重超声回波目标函数 |
| 4.2 人工蜂群算法对二重回波的参数估计 |
| 4.2.1 分离二重超声回波的模拟及参数估计 |
| 4.2.2 叠加二重超声回波的模拟及参数估计 |
| 4.3 人工蜂群算法对三重回波的参数估计 |
| 4.3.1 分离三重超声回波的模拟及参数估计 |
| 4.3.2 叠加三重超声回波的模拟及参数估计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 改进的人工蜂群算法对超声回波参数的估计 |
| 5.1 改进的人工蜂群算法 |
| 5.1.1 测试函数简介 |
| 5.1.2 人工蜂群算法的改进 |
| 5.1.3 改进的人工蜂群算法与传统人工蜂群算法的比较 |
| 5.2 改进的人工蜂群算法与原算法对超声回波参数估计的比较 |
| 5.2.1 单重回波参数估计的比较 |
| 5.2.2 改进的人工蜂群算法对二重叠加回波参数的估计 |
| 5.2.3 改进的人工蜂群算法对三重叠加回波参数的估计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 基于人工蜂群算法的实测超声回波参数估计 |
| 6.1 超声回波水池实验 |
| 6.1.1 实验原理 |
| 6.1.2 实验设备和测试样品 |
| 6.2 实验回波分析及参数估计 |
| 6.2.1 单层实验回波分析及参数估计 |
| 6.2.2 分离二重实验回波的参数估计结果 |
| 6.2.3 叠加二重实验回波的参数估计结果 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 全文总结 |
| 7.1 本文的主要工作及结论 |
| 7.2 进一步工作及应用前景 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
四、利用SAP技术建立超声回波时域信号模型（论文参考文献）
- [1]膜系涂层的太赫兹传输特性仿真及厚度检测技术研究[D]. 程滨. 长春理工大学, 2021(02)
- [2]声音感知安全机理与攻击和防护关键技术研究[D]. 闫琛. 浙江大学, 2021(01)
- [3]基于超声回波信号的钢轨伤损识别与分类研究[D]. 姚锋涛. 西安理工大学, 2020(01)
- [4]无砟轨道隐蔽性缺陷的SAFT超声成像方法研究[D]. 孟翔震. 上海工程技术大学, 2020
- [5]车身部件电阻点焊质量超声无损检测研究[D]. 王彬. 武汉理工大学, 2018(07)
- [6]不锈钢搭接激光焊接头超声波定量检测及质量评估研究[D]. 周广浩. 吉林大学, 2018(12)
- [7]基于超声参数化和熵模型的汽车焊点质量识别[J]. 宋凯,曾琼,何智成,周江奇. 机械工程学报, 2016(16)
- [8]碳纤维复合材料孔隙率超声检测与评价技术研究[D]. 李钊. 浙江大学, 2014(02)
- [9]变厚度板超声导波检测理论与技术[D]. 李喜朋. 北京理工大学, 2014(04)
- [10]基于人工蜂群算法的超声回波参数估计[D]. 周京华. 陕西师范大学, 2014(02)