复合材料板缺陷超声层析成像图像分析与处理

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目复合材料板缺陷超声层析成像图像分析与处理学科专业电力电子与电力传动学号201521080302作者姓名赵东相指导教师陈亮分类号密级注1UDC学位论文复合材料板缺陷超声层析成像图像分析与处理（题名和副题名）赵东相（作者姓名）指导教师陈亮副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业电力电子与电力传动提交论文日期2018.3.28论文答辩日期2018.5.11学位授予单位和日期电子科技大学2018年6月答辩委员会主席评

2、阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchonMarching-onin-timeSchemeandTheFastAlgorithmofTimeDomainIntegralEquationADoctoralDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:UltrasonicTomographyImageAnalysisandProcessingofCompositePlatesDefectsAuthor:DongXiangZhaoSupervisor:L

3、iangChenSchoolofMechanicalandElectricalSchool:Engineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名:_=赵姿1⊥_____日期:仂丨‘年s月△⒎日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机

4、构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)作者签各恝勃念剽币签名:日期:‰∫孑年‘月:℃日摘要摘要碳纤维复合材料板综合性能优越，广泛应用于各个领域。材料生产时的缺陷、不合理使用造成的缺陷，都会带来安全隐患，甚至造成巨大损失。因此，材料缺陷检测尤为重要。超声无损检测技术是一种先进的无损检测技术，计算机层析成像技术深入应用于医学领域，数字图像处理技术推动着现代数字信号处理的发展，三者有机结合，对复合材料板的缺陷检测研究具有重

5、要的推动意义。查阅国内外文献资料，了解兰姆波在各项同性和各向异性材料中的传播特性，并通过计算推导获得兰姆波的频散方程和频散曲线，为兰姆波传播的有限元仿真和走时数据的提取提供理论依据。详细介绍计算机层析成像技术的理论基础，推导基于中心切片定理的平行扫描滤波反投影算法和扇形扫描滤波反投影算法的数学表达式，分别给出两种算法的详细步骤。通过对比论证，选取扇形扫描滤波反投影算法作为图像重建算法。选取T300/5028碳纤维复合材料板作为研究对象，利用ABAQUS有限元软件建立不同分层缺陷位置的薄板模型，通过加载五周期汉宁窗正弦信号模拟兰姆波薄板中的传播，提取扇形扫描投影方式的走时数据。通过MATLA

6、B编写扇形扫描滤波反投影算法程序，利用提取的走时数据对薄板模型进行图像重建，图像中的缺陷特征较为明显。介绍锐化滤波、全局阈值、凸包连接、边缘检测、连通量选择、图像裁剪六种图像处理方法，针对复合材料板缺陷图像固有特性，对传统凸包连接算法——Graham扫描法进行改进，在保持较高准确性的同时使之具有更高的执行效率。利用图像处理基础理论，提出针对复合材料板缺陷特征检测的图像处理方法。对复合材料板中心缺陷图像、偏斜缺陷图像进行特征提取处理，从实验结果角度论证算法的可行性与实用性。关键词：碳纤维复合材料、超声无损检测、计算机层析成像、图像处理IABSTRACTABSTRACTThecomprehen

7、siveperformanceofcarbonfibercompositesissuperior.Soitiswidelyusedinvariousfields.Becausethedefectsofthematerialitselfordefectscausedbyirrationalusewillbringaboutpotentialsafetyhazardwhenweuseit,evencausehugelosse