铝合金蜂窝板钎焊质量超声波检测研究

论文摘要

铝合金蜂窝板因其具有轻量化的特点,因此在城轨客车制造业中有广泛的应用前景。目前,铝合金蜂窝板的连接方法主要包括钎焊和胶接,其中钎焊成型的铝合金蜂窝板相比胶接铝合金蜂窝板连接强度更高,也更适合于城轨客车制造。铝合金蜂窝板钎焊接头质量会直接影响城轨客车的制造质量,因此对铝合金蜂窝板钎焊接头质量的检测就显得尤为重要。传统铝合金蜂窝板钎焊接头质量的检测方法是通过对铝合金蜂窝板钎焊试件进行破坏性试验,但是该种方法检测效率低、材料浪费比较严重。铝合金蜂窝板钎焊质量超声波检测技术不仅可以很好地解决上述问题,还具有操作简单、检测精度高的优点,有重要的实际工程应用价值。本文自主研发了铝合金蜂窝板钎焊质量超声波检测系统,该系统不仅实现了铝合金蜂窝板钎焊接头的自动化扫描检测,同时可以对检测数据进行自动处理和分析,形成铝合金蜂窝板钎焊接头的超声C扫描图像,进而实现铝合金蜂窝板钎焊质量的超声波定量化检测评估分析。本文利用COMSOL Multiphysics软件对铝合金蜂窝板钎焊接头超声波检测过程进行了模拟,研究了超声波在铝合金蜂窝板不同区域的传播规律。分析结果表明,一次回波信号随着超声探头在铝合金蜂窝板上的位置移动而产生比较明显的变化,为实际铝合金蜂窝板超声检测选取一次回波幅值作为特征值提供了理论依据。本文分别对铝合金蜂窝板钎焊接头区域进行了超声A扫描信号时域分析和频域分析,并分别对超声A扫描信号时域和频域分析结果进行了对比。分析结果表明,时域测量值与实际值之差的均值为0.13,标准差为0.32,而频域分析测量值与实际值之差的均值为0.20,标准差为0.69,由此可见,时域分析测量值可以更加准确地评估扫查线上的焊合长度。本文分别提取超声A扫描信号中的不同特征值生成铝合金蜂窝板钎焊接头超声C扫描图像,通过对比发现,提取一次回波幅值的极大值生成的超声C扫描图像更能准确地反映铝合金蜂窝板钎焊接头的特征,并分别利用均值滤波和中值滤波技术对铝合金蜂窝板钎焊接头的超声C扫描图像进行处理,经过对比发现,7′7模板的中值滤波处理的图像效果最好。利用Canny边缘检测算子对滤波处理过的图像进行铝合金蜂窝板钎焊接头边界的提取,运用窗口灰度变换技术加强了图像边界的信息,并通过算法自动提取扫查线上的焊合长度,最后实现了铝合金蜂窝板钎焊接头质量的系统化和定量化评估。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 林雨廷

导师: 徐国成,王洪萧

关键词: 铝合金蜂窝板,超声波检测,有限元数值仿真

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 物理学,金属学及金属工艺

单位: 吉林大学

分类号: O426.9;TG441.7

总页数: 85

文件大小: 5591K

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标签：铝合金蜂窝板论文;  超声波检测论文;  有限元数值仿真论文;