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小波理论在厚板奥氏体不锈钢焊缝超声波检测中的应用研究

作　者: 孙晓娜
导　师: 雷毅
学　校: 中国石油大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 厚板奥氏体不锈钢焊缝超声波检测小波变换信噪比
分类号: TG441.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 344次
引　用: 5次
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内容摘要

超声波技术在厚板奥氏体不锈钢焊缝结构的无损检测中占有重要地位,但在实际应用中存在信噪比低的现象,主要是焊缝组织产生的结构噪声引起的,因此需要应用数学方法对超声回波进行处理。制作60 mm厚的单U形和双U形坡口的奥氏体不锈钢(SUS304)焊缝,通过在焊缝的不同区域加工Ф2mm横通孔制成超声波检测试样。分别采用不同尺寸晶片和K值的横波斜探头和纵波斜探头,对试块中的横通孔进行超声波检测。研究发现,使用窄脉冲纵波斜探头效果较好,检测时信噪比能达12 dB以上,但受横波存在的影响;使用窄脉冲横波斜探头检测时,信号信噪比低于8 dB。对焊缝不同区域取样,结合不锈钢冶金原理对焊缝组织进行金相分析表明,厚板奥氏体不锈钢焊缝的组织为粗大平行柱状晶奥氏体+残余的?铁素体,呈现横向各向同性,具有5个相互独立的弹性系数。根据超声波在粗晶材料中散射场的特点和弹性波在线性弹性体中的传播特性,建立了散射背景下的点源综合模型。利用CTS-3000数字化超声波探伤仪和计算机,对焊缝中人工孔的超声回波信号进行采集,并采用小波理论信号进行处理。将采集到的超声波数字信号导入MATLAB软件,应用一维小波自动降噪方法进行去噪。改变去噪函数的各种参数,对比不同参数下的去噪效果,与去噪前相比,使用不同类型探头时,回波信号的信噪比分别提高了4～6dB。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
第1章前言  9-19
  1.1 厚板奥氏体不锈钢焊缝无损检测现状  10-12
  1.2 超声波检测信号的研究  12-17
    1.2.1 超声信号模拟现状  12-14
    1.2.2 小波分析在超声波检测信号处理研究现状  14-17
  1.3 选题依据及主要研究内容  17-19
    1.3.1 选题依据  17-18
    1.3.2 主要研究内容  18-19
第2章试样加工及试验  19-34
  2.1 试样制备  19-21
    2.1.1 试验材料  19
    2.1.2 试样加工  19-20
    2.1.3 人工缺陷加工  20-21
  2.2 试验探头及仪器  21-23
    2.2.1 试验仪器  21-22
    2.2.2 探头的选用  22-23
  2.3 超声波检测  23-33
    2.3.1 普通斜探头检测  24-26
    2.3.2 窄脉冲横波斜探头检测  26-30
    2.3.3 窄脉冲纵波斜探头检测  30-33
  2.4 试验结果分析  33-34
第3章厚板奥氏体不锈钢焊缝显微组织分析  34-40
  3.1 试验分析  34-40
    3.1.1 焊缝宏观组织分析  34-36
    3.1.2 焊缝金属组织和结构分析  36-40
第4章超声波检测信号的模拟  40-54
  4.1 超声波检测的模拟方法  40-44
    4.1.1 解析方法  40-42
    4.1.2 数值方法  42-44
  4.2 超声波传播基本原理  44
  4.3 晶粒散射声场的基本特性  44-46
  4.4 弹性波在各向异性材料中的传播机理  46-54
    4.4.1 弹性波基本方程  47-49
    4.4.2 平面波分析  49-52
    4.4.3 格林函数的应用  52-54
第5章超声波信号的小波理论分析  54-65
  5.1 傅立叶谱  54-55
  5.2 功率密度谱  55-57
  5.3 超声信号的小波变换  57-65
    5.3.1 小波变换概述  57-59
    5.3.2 噪声和信号小波变换特性  59-60
    5.3.3 小波域阈值去噪算法  60-62
    5.3.4 阈值函数的选取  62-63
    5.3.5 噪声方差的估计  63-65
第6章超声波检测信号的小波去噪  65-77
  6.1 信号的小波分析  65-66
  6.2 小波去噪方法比较  66-73
  6.3 对试验采集信号进行去噪  73-77
第7章结论  77-79
参考文献  79-84
致谢  84-85
个人简历、在学期间的研究成果  85

小波理论在厚板奥氏体不锈钢焊缝超声波检测中的应用研究

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