复合薄板粘接缺陷超声回波的时-频域分析及特征提取的研究

摘要

金属/非金属粘接结构复合材料薄板由于其特殊的物理和机械特性广泛用于航天航空和国防等领域。复合材料的粘接质量(粘接缺陷)对于产品的质量及寿命有至关重要的影响。目前这种材料的粘接缺陷检测是利用工业超声探伤仪进行直观检测，而且只能做出粘接和脱粘这两种定性判断，无法对介于粘接和脱粘之间的非良好粘接做出量化评价，这也是近年来引起关注的难题。
　　 本研究首先通过专用超声检测系统获得稳定的超声回波，对超声回波的低频递增和高频衰减这两个特性做了深入研究，揭示了低频信号和高频信号与脱粘程度之间的潜在规律；然后利用小波(包)分析和Hilbert-Huang变换这两个时-频域信号分析方法研究了超声回波的时变性和时-频分布，提取了能够反映出脱粘量化程度的特征量，并构建了分级化(10级)的特征向量；最后利用模糊模式识别的方法对提取出的特征向量(3维)做了聚类分析，最终在实验系统上实现了对粘接缺陷(脱粘程度)的量化识别。
　　 论文对金属/非金属复合材料薄板粘接缺陷的超声检测量化识别做了系统性的实验和基础性的研究，在理论和方法上取得了具有一定意义的结果，为最终实现复合材料薄板粘接缺陷的量化识别的智能化、自动化奠定了一定的基础，具有重要的理论意义和实用价值。