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基于激光超声的金属板带晶粒尺寸在线检测方法研究

致谢第4-5页
摘要第5-6页
Abstract第6-7页
1 引言第11-13页
2 文献综述第13-39页
    2.1 金属材料晶粒尺寸原位检测的重要意义第14-17页
        2.1.1 晶粒尺寸的离线检测方法第14-15页
        2.1.2 晶粒尺寸的原位检测方法第15-17页
        2.1.3 金属板带晶粒尺寸在线检测的工业意义第17页
    2.2 超声波在多晶材料中的散射第17-21页
        2.2.1 金属材料的多晶特性第18页
        2.2.2 超声波在金属材料中的传播第18-19页
        2.2.3 超声波的散射衰减第19-21页
    2.3 激光超声技术的发展与应用第21-30页
        2.3.1 激光激发超声波的原理第22-25页
        2.3.2 激光激发超声波的方式第25-26页
        2.3.3 激光辐照下的超声场及其方向特性第26-27页
        2.3.4 超声波的光学探测技术第27-30页
    2.4 基于激光超声的晶粒尺寸检测技术第30-37页
        2.4.1 超声波衰减法检测金属晶粒尺寸第31-35页
        2.4.2 超声波波速法检测金属晶粒尺寸第35页
        2.4.3 激光超声检测晶粒尺寸的应用与发展第35-37页
    2.5 课题背景及研究内容第37-39页
        2.5.1 课题来源第37页
        2.5.2 课题研究内容第37-39页
3 激光超声检测系统设计第39-57页
    3.1 激光超声检测系统设计第39-48页
        3.1.1 超声波激励系统光学设计第39-42页
        3.1.2 双波混合干涉的基本原理第42-46页
        3.1.3 基于双波混合干涉的超声波探测系统第46-48页
    3.2 针对移动板带的超声波探测系统参数优化第48-52页
        3.2.1 金属移动时的面外振动第48-50页
        3.2.2 BSO晶体的折射率光栅建立速度和衍射效率第50页
        3.2.3 入射光夹角对光栅时间常数和增益的影响第50-51页
        3.2.4 光强对时间常数和增益的影响第51-52页
    3.3 针对移动板带超声信号的高速信号采集系统第52-55页
        3.3.1 高速采集系统的物理参数第52-53页
        3.3.2 高速采集系统的软件实现第53-55页
    3.4 本章小结第55-57页
4 激光超声方向特性对晶粒尺寸检测结果的影响第57-75页
    4.1 激光超声的方向特性第57-64页
        4.1.1 激光辐照产生超声波的有限元建模第57-61页
        4.1.2 激光超声在不同方向的能量强度第61-64页
    4.2 基于EBSD实验结果的模型参数标定第64-69页
        4.2.1 铝样品的热处理实验第65页
        4.2.2 铝样品的激光超声实验第65-67页
        4.2.3 铝样品的EBSD实验及模型参数标定第67-69页
    4.3 超声场方向特性对检测结果的影响第69-73页
        4.3.1 利用刀片法监测异侧光路偏移量第69-71页
        4.3.2 超声方向特性与检测光斑偏移量的关系第71-72页
        4.3.3 超声方向特性对晶粒尺寸检测结果的影响第72-73页
    4.4 本章小结第73-75页
5 基于超声衰减谱的晶粒尺寸检测方法第75-92页
    5.1 基于小波分解的A扫信号降噪第75-77页
        5.1.1 小波变换的基本原理第75-76页
        5.1.2 小波分解与信号重构第76-77页
    5.2 超声纵波信号的快速傅里叶变换第77-80页
        5.2.1 去除基线漂移第78页
        5.2.2 加窗的超声回波傅里叶变换第78-80页
    5.3 超声纵波散射衰减谱的计算模型第80-84页
        5.3.1 超声波衍射对衰减谱的影响第80-82页
        5.3.2 远场多次回波法计算衰减系数第82-84页
    5.4 基于超声衰减谱的钛合金晶粒尺寸分布预测第84-91页
        5.4.1 TC4钛合金的晶粒尺寸分布及热处理第84-85页
        5.4.2 基于EBSD数据的钛合金晶粒尺寸预测模型标定第85-90页
        5.4.3 钛合金晶粒尺寸预测模型验证第90-91页
    5.5 本章小结第91-92页
6 激光超声技术的在线检应用第92-110页
    6.1 板带移动对检测结果的影响第92-96页
        6.1.1 针对低频振动的超声信号处理第93-95页
        6.1.2 检测系统对不同移动速度的兼容性第95-96页
    6.2 板带的随机抖动对检测结果的影响第96-102页
        6.2.1 金属板带的面外抖动第96-99页
        6.2.2 金属板带的小角度偏转第99-102页
    6.3 脉冲激光能量对检测结果的影响第102-109页
        6.3.1 脉冲能量对超声信号的影响第103-105页
        6.3.2 脉冲能量对表面质量的影响第105-109页
    6.4 本章小结第109-110页
7 结论第110-113页
参考文献第113-127页
作者简历及在学研究成果第127-131页
学位论文数据集第131页

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